В рамках нового проекта Ford разработает для грузовых дизельных машин комплексные карты маршрутов, которые помогут поддерживать нормальную работу сажевых фильтров

Ford – один из ведущих разработчиков транспорта будущего. Компания активно осваивает новые технологии, которые готовят почву для масштабных изменений в сфере перемещения людей и товаров. Помимо электрификации и беспилотных автомобилей, есть и другие разработки, которые также имеют огромный потенциал для преобразования транспортной системы.

Одна из таких технологий — квантовые вычисления, позволяющие обрабатывать огромное количество информации гораздо быстрее, чем это могут делать обычные компьютеры. В следующем году компания получит доступ к Лаборатории NASA по изучению квантового искусственного интеллекта Quantum Artificial Intelligence Lab в Исследовательском центре Эймса (Ames Research Center) в Кремниевой долине, в которой также проводят исследования Google и Ассоциация университетов США в области изучения космоса. Специалисты Ford вместе с представителями NASA будут работать с компьютером, функционирующим по принципу квантовой релаксации (квантового отжига), который поможет решить сложнейшие задачи, с которыми не справляются обычные современные компьютеры.

Возможности квантовых вычислений будут применены для разработки решений в сфере управления большими автомобильными парками. В рамках нового проекта Ford разработает для грузовых дизельных машин комплексные карты маршрутов, которые помогут поддерживать нормальную работу сажевых фильтров.

Сажевые фильтры (diesel particle filter или DPF) дизельных двигателей отфильтровывают твердые частицы в выхлопных газах. Состояние фильтров необходимо контролировать для обеспечения эффективной работы транспортного средства и соответствия экологическим нормам. Поддерживать фильтр в рабочем состоянии помогают определенные режимы движения: чтобы забитый сажей DPF самоочистился (твердые частицы сгорели), необходимо определенное время поддерживать постоянную высокую скорость.

Однако в городских условиях маршрут дизельного транспорта чаще всего состоит из коротких отрезков, которые автомобиль проезжает на низкой скорости, при которой самоочищение фильтра невозможно. Особенности дорожного движения влияют на эффективность работы фильтров и, в конечном счете, на сам двигатель. В рамках исследования Ford разработает оптимальный маршрут для одного грузового автомобиля, осуществляющего доставку со множеством остановок на пути. В дальнейшем аналогичный сценарий будет использован для расчета маршрутов сразу для всех транспортных средств в автопарке.

В такой задаче есть множество комплексных переменных. При разработке системы планирования с многочисленными точками загрузки и разгрузки любое выбранное место будет по-своему влиять на показатели загруженности дорог, тайм-менеджмент и поведение людей. Современные традиционные методы вычисления позволяют смоделировать все это для ограниченного количества машин и мест. Это ограничение и помогут преодолеть квантовые вычисления.

В отличие от традиционных методов вычисления, которые переводят информацию в формат двоичной системы счисления, квантовый компьютер может представлять информацию во множестве различных состояний. Он даже может представить нечто, существующее в нескольких состояниях одновременно. Это значит, что в отличие от компьютерного бита, который допускает только 1 или 0, кубит может также одновременно быть и тем, и другим. Это можно представить в виде двух лампочек, одна из которых управляется традиционным выключателем, а мощность другой можно плавно регулировать с помощью реостата. Кубит позволяет хранить больше информации, чем обычные биты, а также обрабатывать ее одновременно.

Работа с NASA будет включать перевод всех возможных вариантов в кубиты, чтобы просчитать эффективность каждой модели и выбрать наилучшую.

В Ford убеждены, что квантовые вычисления можно использовать не только для планирования маршрута. Они могут оказать влияние на ряд других сфер по мере развития этой технологии – в том числе, на разработку материалов, производство и оптимизацию химического состава аккумуляторов.