福特合作微软利用量子计算打造平衡路径规划系统 解决城市交通拥堵

盖世汽车讯 据外媒报道，一个互联的世界已经通过许多方式，例如提供即时的信息、加强医疗保健、提供看电影或听音乐的新方式、为家庭配备智能扬声器等改善数十亿人的生活。但是，尽管有很多进步的方面，人们还是发现自己陷入了更多的交通拥堵。虽然任何人都可使用的导航技术以更有效地到达目的地，但该技术无法大规模地协调交通。

为此，福特与微软的科学家合作启动了一项试点，利用强大的量子技术模拟了数千辆车辆，及此类车辆对交通拥堵的影响。虽然现在量子计算技术发展仍处于早期阶段，但是已经取得了很多进展，有助于应用此类知识解决今日的问题，同时扩展知识用于解决明日的更复杂的问题。

2018年，研究人员合作研发了在经典计算机上运行的新型量子方法，以帮助解决西雅图的交通拥堵问题。

在高峰时段，大量的驾驶员都同时要求行走最短的路线，不过，导航服务只能够在隔绝的环境中处理此类请求，在提供路线建议时，不会将相似请求的数量考虑在内，包括其他驾驶员也计划走相同的路段。

但是，如果能够研发一个更加平衡的路线系统代替此种个性化的路线系统，而且会考虑驾驶员的不同路线需求，并会优化路线建议，使共享同一条道路车辆的数量实现最小化，则可以节省每个人的时间和麻烦，不过设计一个平衡的路线系统最大的障碍在于其需要大量的计算资源。

简单来说，让传统计算机从大量的路径规划中及时找到最优路线是不可行的，需要量子计算提供帮助。从本质上讲，现有的数字计算机会将信息转换成1或0，即比特。不过，在量子计算机中，信息会被量子位处理，在得到测量之前，能够以两种状态存在。在被测量时，会以1或0的形式随机出现，出现的概率由量子力学规则控制。

最终，量子计算机能够以更快的速度处理信息。科学家们尝试在非量子硬件上模拟量子计算机的某些特定特性，从而促成了基于量子的技术，是能够模拟特定量子行为，并在特定传统硬件上运行的强大算法。

有了处理大量数据的能力，就能够让量子计算为驾驶员提供平衡的路线规划，从而导致更顺畅的交通、更高效的通勤，甚至减少污染。

福特与微软合作测试了几种不同的可能性，其中包括一个涉及多达5000辆汽车的场景，而且每一辆车都有10个不同的路线可供选择，同时发出请求，要求提供穿越西雅特市区的路线。在20秒的时间内，新系统就将平衡的路线建议发送给了车辆，与之前路线建议相比，使得总体交通拥堵状况改善了73%。与此同时，平均通勤时间也减少了8%，该支模拟车队每年能够节省超5.5万小时的拥堵时间。

研究结果非常好，因此，福特与微软扩大了合作，以进一步改善该算法，并在更加真实的场景中验证其有效性。例如，如果已知街道已关闭，该方法是否仍然会给出相似的结果，是否路线选择对所有驾驶员都是公平的，是否有些驾驶员会选择不遵循建议路线。为了确保平衡路线规划能够真正改善城市交通，还需要继续测试上述问题。

去年，福特还与NASA建立了合作，围绕车队车辆路径规划效率开展了一项类似的项目，不过福特的量子计算团队正在日益扩大，并正与微软及其他伙伴合作，调查如何将该项技术应用于机器人、空气动力学等领域，福特也将致力于寻求方法，为人们创造更好的产品和体验。（文中图片来自福特）