Computer quantistici per ottimizzare il traffico: il progetto pilota di Lisbona

Mobilità 2.0 vuol dire anche spostamenti più efficienti. Per questo il Gruppo Volkswagen ha attivato a Lisbona il primo progetto pilota al mondo per ottimizzare i flussi di traffico sfruttando le potenzialità dell’informatica quantistica. Calcolare e ricalcolare il tragitto in tempo reale per ridurre i tempi di percorrenza, migliorando il flusso del traffico anche e soprattutto nei momenti di maggiore congestione: questo lo scopo del progetto pilota che il Gruppo Volkswagen ha attivato a Lisbona, sfruttando l’enorme potenza di calcolo dei computer quantistici D-Wave.

La sperimentazione si è svolta nella prima settimana di novembre, durante il Web Summit ospitato dalla Capitale portoghese: nove autobus MAN del servizio pubblico CARRIS sono stati equipaggiati con un sistema di gestione sviluppato all’interno del Gruppo con il supporto di aziende specializzate come Hexad e PTV. In questo modo i bus hanno trasportato migliaia di passeggeri nel convulso traffico di Lisbona, riducendo al minimo i loro tempi di spostamento. “Per Volkswagen è fondamentale accrescere le competenze nel campo del calcolo quantistico e capire in profondità come questa tecnologia possa essere utilizzata nel modo migliore. L’ottimizzazione dei flussi di traffico è una delle applicazioni più promettenti, perché può portare un vantaggio reale alle città e ai loro abitanti” spiega Martin Hofmann, CIO del Gruppo Volkswagen. 

Il sistema di gestione del traffico messo a punto dal Gruppo Volkswagen si basa su due elementi: la previsione del numero di passeggeri da trasportare e l’ottimizzazione del percorso eseguita, appunto, dal computer quantistico. Nel primo caso entrano in campo gli strumenti di analisi dei big data, per identificare a quali fermate e in quali orari si troverà il maggior numero dei passeggeri; numeri ricavabili attraverso la geolocalizzazione anonima e i dati storici sui flussi di utenti. L’obiettivo è offrire a sempre più persone un servizio di trasporto su misura e, allo stesso tempo, utilizzare la flotta dei bus con la massima efficienza. Per il progetto di Lisbona sono state selezionate 26 fermate, collegate tra loro andando a formare quattro linee. Il computer quantistico ha assegnato a ogni mezzo un percorso individuale, facendogli aggirare in anticipo gli ingorghi lungo il percorso ed evitando l’imbottigliamento.  

Volkswagen continuerà a sviluppare questa tecnologia predittiva con l’idea che nel prossimo futuro i servizi di trasporto pubblico possano includere percorsi temporanei per gestire le fermate con il maggior numero di passeggeri. Una situazione che si verifica spesso in concomitanza con eventi sportivi o in occasione di concerti. Questa tecnologia è stata progettata per essere applicabile in ogni città e a veicoli di ogni dimensione, e potrà essere offerta, oltre che alle aziende di trasporto pubblico, a società che gestiscono taxi o agli operatori di flotte. Come funziona un computer quantistico Un computer quantistico lavora in un modo completamente diverso rispetto a uno tradizionale, che lavora con i bit – ovvero la più piccola unità di informazioni esistente. Ogni bit può valere zero oppure uno. I computer quantistici, invece, hanno un’architettura diversa che deriva dalla meccanica quantistica e utilizzano i qubit (quantum bits) che permettono di portare a termine calcoli molto più complessi. I qubit possono assumere un qualsiasi valore tra 0 e 1, che può essere il risultato di una combinazioni di stati, chiamata sovrapposizione coerente, secondo la quale ogni qubit può assumere più valori contemporaneamente e immagazzinare molte più informazioni di un singolo bit. Quindi un computer quantistico può operare con tutti i valori allo stesso tempo in un solo momento di calcolo. Se diversi qubit vengono accoppiati, il numero di combinazioni cresce esponenzialmente e da questo deriva la grande capacità di calcolo.  

In ogni caso i chip quantistici non sostituiranno quelli classici, perché per la loro stessa natura devono appoggiarsi a una architettura tradizionale per lavorare. I computer quantistici servono ad effettuare calcoli ad alta complessità molto più velocemente di quelli tradizionali, o per risolverne altri che questi ultimi non sarebbero in grado di affrontare. Ma sono macchine estremamente sensibili a ogni movimento o spostamento, basta un piccolo tocco, o anche un campo magnetico non isolato, per mandare in tilt il sistema. Per questo l’hardware che li compone utilizza superconduttori senza resistenza elettrica ed è anche importante che lavorino a temperature prossime allo zero – tutto ciò senza contare che per usare e gestire un computer quantistico serve una competenza specifica. Altre applicazioni I computer quantistici sono utilizzati anche per simulare il comportamento delle molecole chimiche e le interazioni tra le loro particelle elementari.

Una ricerca che ha portato alla scoperta di nuovi materiali estremamente resistenti o molto luminosi, che sono molto interessanti per la costruzione dei veicoli. Anche nello sviluppo delle batterie si usano i computer quantistici: analizzare e comprendere che cosa accade a livello atomico vuol dire aprire la strada a batterie sempre più leggere e potenti – e questo tipo di studi potrebbe trovare concretezza nelle attività del Center of Excellence di Salzgitter, centro di riferimento per la ricerca sulle batterie del Gruppo Volkswagen. D-Wave e Google: partnership strategiche Il Gruppo collabora attivamente con i propri partner tecnologici, come D-Wave e Google, che forniscono agli esperti l’accesso ai loro sistemi informatici. Nel 2016, il team Volkswagen ha già portato a compimento con successo un esperimento di ottimizzazione dei percorsi per i taxi a Pechino. Da quel momento gli esperti del Gruppo hanno continuato a sviluppare l’algoritmo?, con lo scopo di portare questo sistema di gestione del traffico alla maturità per il mercato.

Fonte: Volkswagen

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