Điện toán lượng tử và thách thức của chuỗi cung ứng
Công nghệ - Ngày đăng : 15:08, 17/02/2023
Xung đột Nga - Ukraine đang diễn ra và đại dịch COVID-19 đã cho thấy mức độ dễ bị tổn thương của chuỗi cung ứng toàn cầu. Nghiên cứu mới về điện toán lượng tử tại Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia (Hoa Kỳ) đang đưa khoa học tiến gần hơn đến khả năng vượt qua các thách thức về chuỗi cung ứng và khôi phục an ninh toàn cầu trong các giai đoạn bất ổn trong tương lai.
Có khả năng giải quyết vấn đề nhanh hơn tới 100 triệu lần so với máy tính truyền thống, điện toán lượng tử có khả năng tăng tốc toàn diện các quy trình trên quy mô lớn.
Alicia Magann, một thành viên của Truman tại Sandia, đã dẫn đầu việc phát triển một phương pháp mới để thiết kế các chương trình trên máy tính lượng tử, mà cô ấy và nhóm của mình nghĩ rằng có thể đặc biệt hữu ích để giải quyết các vấn đề tối ưu hóa lớn vào thời điểm tương lai khi công nghệ lượng tử trở nên hoàn thiện hơn.
Bà nhận xét: “Việc tái cấu trúc chuỗi cung ứng trong thời gian ngắn là một vấn đề tối ưu hóa đặc biệt khó khăn, hạn chế sự linh hoạt của thương mại toàn cầu".
Các thuật toán tối ưu hóa giúp các ngành thực hiện các nhiệm vụ như điều phối các tuyến đường vận chuyển bằng xe tải hoặc quản lý tài sản tài chính. Magann cho biết những vấn đề này nhìn chung rất khó giải quyết và khi số lượng các biến số tăng lên, việc tìm ra các giải pháp tốt trở nên khó khăn hơn.
Một trong những giải pháp dài hạn tiềm năng để giải quyết các vấn đề tối ưu hóa phức tạp là sử dụng máy tính lượng tử, một công nghệ mới nổi mà các chuyên gia tin rằng sẽ có thể tìm ra câu trả lời cho một số vấn đề nhanh hơn nhiều so với siêu máy tính.
Nhưng xây dựng công nghệ điện toán lượng tử chỉ là một trong những thách thức. “Còn có một câu hỏi khác về: Đây là một máy tính lượng tử , làm thế nào để tôi thực sự lập trình thứ này? Làm thế nào để tôi sử dụng nó?" Magan nói.
Các giải pháp tốt hơn cần thiết cho các ứng dụng lượng tử quy mô lớn
Như đã giải thích trong một bài báo của IBM , các chuyên gia về chuỗi cung ứng và hậu cần đã bị mỏng đi trong vài năm qua, với mức độ không chắc chắn ngày càng tăng – từ tình trạng thiếu lao động đến thời tiết khắc nghiệt, đến những thay đổi về cung và cầu do đại dịch gây ra. làm gia tăng độ phức tạp của hậu cần nhanh chóng.
Hãng IBM cho biết: “Giải pháp cho sự phức tạp này đòi hỏi một viễn cảnh rộng lớn hơn". “Việc tối ưu hóa dựa trên silo, dựa trên chức năng hoặc thậm chí trên toàn doanh nghiệp không còn cung cấp giải pháp cho các thách thức về chuỗi cung ứng và hậu cần. Thay vào đó, các doanh nghiệp cần tối ưu hóa chuỗi cung ứng để giải thích toàn bộ sự phức tạp của toàn bộ hệ sinh thái. Họ cần hậu cần lượng tử.”
Các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới đang tích cực phát triển các thuật toán để tối ưu hóa quy mô lớn cho các công nghệ trong tương lai, với hy vọng rằng các chương trình này có thể giúp các ngành quản lý nguồn lực hạn chế hiệu quả hơn và xoay vòng hoạt động nhanh hơn trước những thay đổi nhanh chóng của thị trường lao động, nguồn cung cấp nguyên liệu thô. vật liệu hoặc hậu cần khác.
Mohan Sarovar, điều tra viên chính trong dự án của Sandia, cho biết: “Rất khó để đưa ra các thuật toán lượng tử. Một trong những lý do chính cho điều này, ngoài việc tính toán lượng tử rất không trực quan, là chúng ta có rất ít khuôn khổ chung để phát triển các thuật toán lượng tử.”
Khung lượng tử mới để giải quyết các vấn đề chuỗi cung ứng phức tạp
Theo nghiên cứu của họ, nhóm Sandia đã thành công trong việc giảm đáng kể vai trò của điện toán cổ điển. Với khung mới, FALQON (Thuật toán dựa trên phản hồi để tối ưu hóa lượng tử), máy tính cổ điển không thực hiện bất kỳ tối ưu hóa nào. Nó chỉ cần sức mạnh tính toán của một máy tính, cho phép máy tính lượng tử thực hiện tất cả các công việc nặng nhọc và về mặt lý thuyết cho phép nó giải quyết các vấn đề phức tạp hơn nhiều, chẳng hạn như cách định tuyến lại hiệu quả một đội tàu khi một cảng lớn đột ngột đóng cửa.
Magann cho biết: “Sau khi chạy lớp đầu tiên của thuật toán, tôi đo các qubit và lấy một số thông tin từ chúng. “Tôi đưa thông tin đó trở lại thuật toán của mình và sử dụng thông tin đó để xác định lớp thứ hai. Sau đó, tôi chạy lớp thứ hai, đo lại các qubit, cung cấp lại thông tin đó cho lớp thứ ba, v.v"
Cho đến khi máy tính lượng tử trở nên mạnh mẽ hơn, khung phần lớn là một công cụ lý thuyết chỉ có thể được thử nghiệm trên các vấn đề mà máy tính cổ điển đã có thể giải quyết. Tuy nhiên, nhóm tại Sandia tin rằng khung này cho thấy tiềm năng to lớn để xây dựng các thuật toán hữu ích cho các máy tính lượng tử quy mô vừa và lớn trong tương lai.