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Dalla teoria alla pratica: l’informatica quantistica nell’industria automotive

16.9.2021
Dalla teoria alla pratica: l’informatica quantistica nell’industria automotive

I computer quantistici possono affrontare sfide impossibili per i calcolatori tradizionali. Sebbene siano ancora sperimentali, le aziende hanno già iniziato a utilizzarli nel mondo reale. Il Gruppo Volkswagen è stato pioniere in ambito automotive, creando un team di ricerca dedicato già nel 2016.

L'informatica quantistica ha un grande potenziale per le attività del Gruppo Volkswagen e può essere molto utile per tante delle sfide dell'industria automobilistica, grazie alla sua potenza di calcolo. “L’obiettivo non è la ricerca fine a sé stessa, ma portare questa tecnologia nel mondo reale” spiega Florian Neukart, Direttore del Volkswagen Group Data:Lab di Monaco di Baviera.

L'informatica quantistica sfrutta la natura imprecisa della meccanica quantistica, cioè il modo peculiare in cui interagiscono fisicamente i singoli atomi e le particelle subatomiche. Se un computer tradizionale utilizza il codice binario, composto da 0 e da 1, il calcolo quantistico si basa invece su particelle chiamate "qubit" che possono essere 1, 0 o entrambi. In rapporto a quanti qubit può gestire il suo chip, un computer quantistico dispone di un'enorme potenza di calcolo per risolvere compiti specifici.

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Florian Neukart, Direttore del Volkswagen Group Data:Lab di Monaco

Cinque anni di sfide

Da quasi cinque anni, gli specialisti Volkswagen stanno sperimentando nuovi modi per applicare l'informatica quantistica alle sfide quotidiane; tra Germania e Stati Uniti sono dieci gli esperti che lavorano in questo ambito per il Gruppo tedesco.

Dal 2017 Volkswagen collabora con la società canadese di informatica quantistica D-Wave e successivamente si è unita all’unità di calcolo quantistico di Google per la ricerca. "Siamo concentrati sul risultato finale, sul provare le cose, sull'utilizzo delle applicazioni" racconta David Von Dollen, Lead Data Scientist di Volkswagen Group of America.

Il progetto a Lisbona

La mobilità è un campo importante per l'applicazione dell’informatica quantistica. Nel 2019 il team di esperti Volkswagen ha collaborato con D-Wave per sperimentare il primo sistema di ottimizzazione del traffico in tempo reale basato, appunto, sul calcolo quantistico.

Il test si è svolto a Lisbona, in Portogallo, utilizzando gli autobus del servizio pubblico. Lo scopo era quello di prevedere i volumi di traffico e definire i percorsi ideali per ridurre al minimo sia i tempi di attesa per i passeggeri, sia la durata dei viaggi degli autobus, evitando ingorghi e rendendo il flusso del traffico il più scorrevole possibile.

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Il reparto verniciatura

Il team di informatici quantistici del Gruppo Volkswagen ha molte idee e diversi progetti in corso: “Dal punto di vista dell’azienda, per noi è importante capire dove il calcolo quantistico è di aiuto, se in una determinata situazione sia più efficiente di un algoritmo classico oppure no ed eventualmente come implementarlo” riprende Neukart.

Un esempio pratico: nei reparti verniciatura, ogni carrozzeria necessita di uno tra due tipi di primer a seconda del colore finale. Ma il passaggio da un primer all'altro rallenta la produzione e aumenta i costi. Di solito, quindi, si procede lavorando un piccolo numero di veicoli - a cui è applicato un tipo di primer - poi si ferma la linea e si passa all'altro primer.

In questo caso specifico, grazie a un nuovo algoritmo basato sul calcolo quantistico la linea può gestire un maggiore numero di veicoli prima di passare da un primer all’altro, con evidenti vantaggi in termini di efficienza e costi. Questo sistema potrebbe essere presto implementato negli stabilimenti in Germania e poi esteso agli impianti di tutto il mondo.

Problemi complessi

Un problema come questo può sembrare semplice, ma in realtà per risolverlo con l'hardware tradizionale servirebbe una potenza di calcolo simile a quella di un supercomputer” riprende Von Dollen. Gli esperti Volkswagen hanno anche testato l’applicazione dell'informatica quantistica ai prezzi dei veicoli, per trovare il giusto equilibrio tra domanda e offerta. In futuro potrebbe essere impiegata per altri scopi, per esempio per sviluppare nuovi materiali o per decidere dove installare delle nuove stazioni di ricarica per le auto elettriche, così da massimizzarne l’utilità.

Tutto quello che impariamo oggi può darci un vantaggio domani. Alcune questioni in campi come la scienza dei materiali possono essere risolte solo con l'informatica quantistica; in altre aree, poi, un problema che tradizionalmente richiederebbe una settimana può essere risolto in meno di un giorno”. Secondo Neukart Volkswagen ha una posizione unica nell'ambito dell’informatica quantistica, sia a livello di ricerca, sia a livello industriale. “Vogliamo svolgere un ruolo guida nel mostrare applicazioni concrete nel mondo della mobilità e stiamo facendo buoni progressi” conclude Von Dollen.

Fonte: Volkswagen AG

VGI | U.O. Responsabile: VP | Data di creazione: data dell’articolo | Classe 9.1

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David Von Dollen, Lead Data Scientist di Volkswagen Group of America

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