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Volkswagen: ¿qué están haciendo con el cómputo cuántico?

 
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Volkswagen: ¿qué están haciendo con el cómputo cuántico?
de System Administrator - domingo, 26 de marzo de 2017, 11:41
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Volkswagen: ¿qué están haciendo con el cómputo cuántico?

Entrevista al CIO de Grupo Volkswagen: Martin Hofmann

por Cliff Saran

El Grupo Volkswagen demostró recientemente cómo estaba trabajando con D-Wave para investigar los usos de la computación cuántica. Encontramos lo que el fabricante de automóviles está esperando lograr.

Durante el reciente evento CeBIT 2017 en Hannover, Volkswagen Group discutió sobre cómo la computación cuántica sería el futuro de TI.

El Grupo Volkswagen está planeando utilizar computadoras cuánticas para reforzar su programa de competencia digital, en un intento de crear una aplicación innovadora que no se pueda programar tradicionalmente.

La iniciativa, una colaboración entre el especialista cuántico D-Labs y los laboratorios Volkswagen en San Francisco y Munich, tiene como objetivo crear una experiencia especializada en Volkswagen e identificar los usos de la computación cuántica en la empresa.

"La tecnología de computación cuántica puede traer un gran progreso a Volkswagen con respecto a todos los temas clave de TI y digitalización del futuro. Esperamos una amplia gama de posibilidades de aplicación, especialmente en las áreas de conducción autónoma, control de procesos soportados por inteligencia artificial, la fábrica inteligente, el aprendizaje automático y la movilidad inteligente", afirma Martin Hofmann, CIO del Grupo Volkswagen.

La movilidad inteligente es una de las áreas donde Hofmann cree que la computación cuántica podría ser aplicada. "Imagínense la simulación del tráfico en una metrópolis importante", dice. "Con el fin de optimizar el flujo de tráfico, las computadoras deben calcular dónde están conduciendo los vehículos individuales en cualquier momento, y dónde se forma la congestión. Sobre la base de esta previsión, deben calcular la forma en que cada coche individual debe ser encaminado para evitar un atasco de tráfico antes de que incluso se forme. Se trata de un cálculo sumamente complejo que involucra miles de millones de elementos de datos".

Aunque muchas de estas tareas pueden ser manejadas por computadoras tradicionales, Hofmann cree que el potencial informático de los superordenadores ofrece posibilidades significativamente mayores de hacer progresos dramáticos.

Sin embargo, incluso la computación de alto rendimiento (HPC) ofrecida por estos supercomputadores será desafiada por algunos problemas computacionales altamente complejos. Las computadoras cuánticas ofrecen el potencial para resolver tales problemas, muchas veces más rápido que los superordenadores convencionales.

Hasta la fecha, la tecnología de computación cuántica ha sido utilizada principalmente por institutos científicos, agencias gubernamentales y en el sector aeroespacial, pero el Grupo Volkswagen espera desarrollar aplicaciones comercialmente viables de la tecnología.

Probando la computadora cuántica de D-Wave

El primer proyecto de investigación en el que la computación cuántica se aplicará a la optimización del flujo de tráfico está en la ciudad china de Beijing. "Los científicos de datos y grandes expertos en datos de nuestros laboratorios de TI de San Francisco y Munich están probando la programación de aplicaciones y algoritmos en el ordenador cuántico de D-Wave", dice Hofmann.

"Nuestros expertos ya han desarrollado y probado con éxito un algoritmo de optimización de flujo de tráfico. Nuestra cooperación estratégica con D-Wave es muy valiosa para nosotros, ya que nuestro enfoque actual se centra en el desarrollo de la experiencia especializada y de aplicaciones empresariales significativas", dice. "Otros proyectos seguirán en el curso de la cooperación con D-Wave".

Martin Hoffmann

En términos simplificados, un problema de optimización considera cómo un recurso específico –como el tiempo, el dinero o la energía– se puede utilizar de la mejor manera posible en un cierto escenario. La complejidad de la tarea, y por lo tanto la capacidad de computación requería crecimiento exponencial. Ejecutar algoritmos de optimización cuando hay un gran número de variables rápidamente puede sobrepujar los equipos de cómputo convencionales, empujándolos más allá de sus límites.

Los ordenadores convencionales de alto rendimiento pueden ser aplicados para resolver problemas computacionalmente complejos, pero, según Hofmann, pueden tomar de 30 a 45 minutos para producir resultados que una computadora cuántica puede entregar en tres segundos.

"Los HPC son demasiado lentos. Dentro de 30 minutos, ya se habría formado tráfico automovilístico", dice.

La computadora cuántica resuelve el flujo de tráfico

El principio computacional de un ordenador cuántico es especialmente adecuado para este proyecto porque soluciona nativamente problemas de optimización, como el flujo de tráfico.

Los expertos de TI de Volkswagen Group fueron capaces de demostrar la optimización del tráfico que se ejecuta en la computadora cuántica D-Wave, lo cual allana el camino a la optimización inteligente de la ciudad.

"Utilizaron los datos de unos 10.000 taxis en la mega-ciudad de Pekín para este propósito", dice Hofmann. "También aprendimos qué datos se necesitan, y cómo estructurar algoritmos para gestionar y eventualmente optimizar cualquier objeto en movimiento en un entorno urbano. Con los vehículos autónomos en desarrollo, vemos que esto es tan importante como la propia tecnología del vehículo.”

Agregó: "La computadora cuántica que estamos utilizando de D-Wave no es una computadora cuántica genérica", dice. "Tiene un estrecho campo de aplicación". La máquina D-Wave es particularmente adecuada para algoritmos de optimización.

Combinación de dos conceptos para una optimización más rápida

Los sistemas de inteligencia artificial se aplican a menudo para reconocer patrones y reglas, y el aprendizaje de máquinas y el aprendizaje profundo basado en redes neuronales multicapa son más adecuados para el reconocimiento y predicción de patrones.

"La combinación de los dos conceptos de computación explora ambas fortalezas. El reconocimiento y predicción de patrones en máquinas tradicionales de alto rendimiento transfiere los resultados a la computadora cuántica y proporciona una optimización más rápida, antes de transferir los resultados a las máquinas de alto rendimiento", dice Hofmann.

"El uso de la computación cuántica puede traer progresos considerables en esta área, y la potencia computacional disponible es excepcionalmente adecuada para resolver problemas específicos tales como problemas de optimización", añade.

Si bien todavía es demasiado pronto para hablar de las posibilidades de la utilización comercial de la computación cuántica en el Grupo Volkswagen, Hofmann concluye: "Inicialmente nos estamos centrando en la adquisición de conocimientos especializados. El objetivo es hacer un uso efectivo de las fortalezas de una computadora cuántica".

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