Cercetare de ultimă oră în calculatoare cuantice: BMW Group şi Universitatea Tehnică din München sunt de acord să creeze un post în “Algoritmi şi aplicaţii cuantice”

Bucureşti/München. BMW Group va sprijini în viitor cercetarea în calculul cuantic la Universitatea Tehnică din München (TUM). Astăzi, Prof. Thomas F. Hofmann, preşedintele TUM, Frank Weber, membru al Consiliului de Administraţie al BMW AG, responsabil pentru cercetare şi dezvoltare, şi Alexander Buresch, director executiv IT al BMW AG, au semnat un acord pentru înfiinţarea unui post în “Algoritmi cuantici şi Aplicaţii”. Pe o perioadă de şase ani, BMW Group va pune la dispoziţia UTM un fond de 5,1 milioane de euro pentru profesorat, echipament şi personal. Prin acest pas, BMW Group şi TUM caută să reducă diferenţa dintre cercetarea de bază remarcabilă efectuată în Germania şi aplicaţia sa specifică în industrie. Titularul postului va desfăşura cercetări aplicate în probleme şi teme specifice din domeniul procesării cuantice, în acelaşi timp cu stabilirea unui schimb continuu de cunoştinţe între TUM şi BMW Group.

“Pentru BMW Group este clar un lucru: calculatorul cuantic este o tehnologie de pionierat care deţine un potenţial mare pentru o multitudine de aplicaţii – de la cercetarea materialelor la chimia celulelor de baterii şi viitorul condusului autonom prin folosirea învăţarea automată cuantică”, spune Frank Weber. “Această tehnologie se află într-un stadiu incipient de dezvoltare şi dorim să oferim cel mai bun sprijin posibil pentru cercetarea de ultimă oră şi transferul acesteia în aplicaţii industriale.”

“Datorită acestei colaborări, axa BMW-TUM este destinată să consolideze în continuare reputaţia pe care Quantum Valley München  o are ca ecosistem de frunte al Germaniei pentru tehnologiile cuantice”, comentează Prof. Thomas F. Hofmann. “Calculatorul cuantic ar putea deţine cheia rezolvării genului de sarcini complexe care sunt dincolo de supercomputerele de astăzi. Noul post se va concentra pe dezvoltarea algoritmilor cuantici pentru acest lucru şi pe probarea domeniilor de aplicare. Finanţarea generoasă din partea BMW Group va crea pârghia necesară pentru a transfera rezultatele fizicii cuantice în aplicaţii industriale.”

“Colaborarea strânsă între cercetare, industrie şi companiile start-up este o condiţie prealabilă pentru implementarea rentabilă a scenariilor noastre de utilizare specifice”, explică Alexander Buresch. “Obiectivul acestui lucru este de a transmite cerinţele aplicaţiilor industriale, astfel încât acestea să poată fi încorporate în dezvoltarea demonstratorilor de procesare cuantică. Echipa noastră de specialişti aşteaptă cu nerăbdare să-şi unească forţele cu TUM şi să promoveze acest important domeniu de cercetare, concentrându-se în acelaşi timp asupra aplicării sale practice.”

Crearea postului subliniază modul în care BMW Group încearcă să promoveze dezvoltarea susţinută a regiunii München ca bază industrială high-rech şi este, de asemenea, un element-cheie pentru Quantum Valley München, ale cărei diverse iniţiative au primit 300 milioane de euro ca finanţare din partea autorităţilor landului bavarez.

TUM şi BMW Group colaborează deja strâns pe o mare varietate de alte subiecte, cu exemple notabile ce includ cercetarea bateriilor, economia circulară, condusul autonom, inteligenţa artificială în producţie şi cercetarea mobilităţii. În ceea ce priveşte predarea, BMW Group contribuie la creşterea relevanţei practice a cursurilor cu diverşi lectori invitaţi şi lucrări de proiect, în timp ce compania se bucură, de asemenea, de un parteneriat strâns cu Institutul TUM pentru învăţare pe tot parcursul vieţii.

Potenţial mare pentru rezolvarea problemelor de optimizare

La BMW Group, calculatoarele de înaltă performanţă gestionează aproximativ 2.000 de sarcini de calcul pe zi – cum ar fi vizualizări high-end şi simulări de crash/flow – pentru aproximativ 3.000 de utilizatori din cercetare şi dezvoltare. Cea mai mare parte a operaţiunilor de calcul este procesată pe servere din Islanda şi Suedia care funcţionează cu energie verde hidroelectrică şi geotermală, reducând emisiile de CO2 anuale cu aproximativ 5.900 de tone. Totuşi, odată ce se ajunge la un anumit nivel de complexitate a calculului, chiar şi computerele performante de astăzi îşi ating limita, deoarece procesează informaţii folosind un sistem binar, la fel ca un laptop sau un smartphone. Biţii – o contracţie de “cifre binare” – au o valoare de 0 sau 1. În cazul calculatoarelor cuantice, cea mai mică unitate de informaţie se numeşte bit cuantic sau, pe scurt, qubit. Qubitul poate fi mult mai mult decât simplu 0 sau 1. Fenomenele mecanicii cuantice, cum ar fi efectul de tunel, legătura cuantică şi interferenţa cuantică, sunt folosite pentru a pune qubiturile în suprapunere, stare în care pot să-şi asume şi valori între 0 şi 1 şi, teoretic, un număr infinit de astfel de valori în acelaşi timp.

Încă din 2017, BMW Group a recunoscut importanţa calculelor cuantice ca o tehnologie de pionierat pentru viitor, ceea ce a determinat compania să înfiinţeze o echipă interdisciplinară, interdepartamentală, cu misiunea de a identifica utilizările potenţiale.

Unul dintre primele proiecte de cercetare ale BMW Group a presupus calcularea circuitului optim care trebuie urmat de un robot care etanşează liniile de sudură pe un automobil. Existenţa parametrilor extrem de complecşi înseamnă că până şi cele mai noi computere performante ar avea nevoie de ani pentru a găsi soluţia optimă. Calculatoarele cuantice sunt capabile să calculeze toate permutările posibile în doar câteva secunde.

Nivelul ridicat de complexitate din lanţul de valori al automobilelor dă naştere la diverse probleme de optimizare cu mai multe faţete în domenii precum producţia, logistica pieselor şi dezvoltarea automobilelor. Va fi posibil să se utilizeze calculatoare cuantice în cercetarea materialelor pentru a simula comportamentul compoziţiilor de materiale la un nivel complet nou, de exemplu atunci când se cercetează noi tipuri de baterii.

Un alt domeniu de cercetare cu o importanţă tot mai mare este învăţarea automată cuantică, unde computerele cuantice sunt utilizate pentru a accelera procesele specifice de învăţare automată tradiţională. Aceste procese inovatoare de învăţare pentru inteligenţa artificială ar putea fi deosebit de utile şi pentru condusul autonom.

Despre TUM

Este casa a peste 600 de profesori, 45.000 de studenţi şi 11.000 de angajaţi – Universitatea Tehnică din München (UTM) este una dintre universităţile tehnice din Europa cele mai concentrate pe cercetare. Este specializată în inginerie, ştiinţe naturale, ştiinţe ale vieţii şi medicină, împreună cu economie şi ştiinţe sociale.

UTM este o universitate antreprenorială care promovează talentul şi creează valoare adăugată pentru societate. În acelaşi timp, beneficiază de alianţele sale cu parteneri puternici din ştiinţă şi industrie. De asemenea, universitatea a devenit globală, cu campusul TUM Asia din Singapore şi birourile TUM de legătură în Bruxelles, Mumbai, Beijing, San Francisco şi São Paulo.

Un număr de laureaţi ai Premiului Nobel şi inventatori au fost printre cercetătorii de la TUM, printre care Rudolf Diesel, Carl von Linde şi Rudolf Mößbauer. A fost distinsă cu titlul “Universitate de Excelenţă” în 2006, 2012 şi 2019 şi se încadrează în mod constant printre universităţile de top din Germania în clasamentele internaţionale. https://www.tum.de/en/about-tum/news/quantum-technology