【Kaiyun·開云，科技消息】多年來，德國一直在尋求各種方法來更好地掌控德國鐵路時刻表的混亂局面——從數(shù)字化信號系統(tǒng)到新的應(yīng)用程序系統(tǒng)。如今，一個意想不到的幫手可能即將登場：量子物理學(xué)。

Kaiyun·開云，從德媒獲悉，一個研究團隊探索了量子計算機如何在實時運行中幫助重新調(diào)度，即調(diào)整運行中的列車時刻表。他們以美國巴爾的摩輕軌為例。該系統(tǒng)的特殊之處在于：在市中心區(qū)域，列車與汽車共享軌道，隨機干擾是家常便飯。

該研究的獨特之處在于：研究人員利用的不是量子機器的計算精度，而是它們的噪聲。NISQ設(shè)備（“噪聲中尺度量子”）提供的不是完美的解決方案，而是許多略有不同的方案。乍看之下似乎是缺點，卻驚人地契合了一個混亂干擾本就不可避免的系統(tǒng)。研究人員在《自然》雜志上發(fā)表的研究表明，量子計算機產(chǎn)生的偏差反映了日常生活中出現(xiàn)的真實晚點模式。

相關(guān)測試在兩種平臺上進行：一臺擁有超過5000個量子比特的D-Wave量子退火機，能在幾秒鐘內(nèi)計算出數(shù)千個時刻表變體；以及一臺來自IonQ的基于門的計算機，使用另一種算法（QAOA）。結(jié)果與巴爾的摩的測量數(shù)據(jù)相似：許多列車幾乎準(zhǔn)點到達，但某些運行軌跡顯示出所謂的“長右尾”。統(tǒng)計學(xué)家用此描述頻率分布：通常顯示為小的延誤，但也包括罕見的、明顯更長的極端值。這正是每位通勤者在現(xiàn)實中都熟悉的模式。

然而，目前的財務(wù)成本仍然巨大：雖然一臺經(jīng)典計算機可以在毫秒內(nèi)解決一個（無干擾的）時刻表模型，但實時量子試驗的成本根據(jù)平臺不同，大約在1000至67000美元之間。這顯然不適合實際應(yīng)用。但該實驗表明，量子噪聲不僅是一個技術(shù)問題，還可以作為一種工具，更好地模擬鐵路網(wǎng)絡(luò)中的不可預(yù)測性。

展望未來，研究人員態(tài)度非常謹慎。他們強調(diào)，僅靠當(dāng)前的量子計算機規(guī)模太小且過于昂貴。他們看到混合方法的潛力：經(jīng)典計算機管理穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)部分，而量子處理器模擬受外部影響波動的干擾部分。這樣長期來看，可以獲得復(fù)雜交通網(wǎng)絡(luò)的真實圖景。作為后續(xù)步驟，他們還提出了改進錯誤糾正、開發(fā)更高效算法以及將技術(shù)轉(zhuǎn)移到地鐵或公交網(wǎng)絡(luò)等其他系統(tǒng)。

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