福特汽車與NASA簽署協議，使用量子計算優化路線

記者 徐路易

當地時間9月27日，美國福特汽車公司與美國國家航空航天局（NASA）的量子人工智能實驗室（QuAIL）簽署了一份價值10萬美元的合同。福特公司將使用NASA的量子計算機進行自動駕駛汽車的研究。

NASA量子人工智能實驗室，2013年由NASA、大學空間研究協會（Universities Space Research Association）和谷歌聯合創立，旨在研究未來幾十年內量子計算機將如何幫助解決計算機科學領域的相關問題。

根據協議，福特公司在未來的一年裏可以使用QuAIL的D-Wave公司的2000Q型量子退火計算機，以解決汽車領域最熱門的路線優化問題。福特可以向NASA提供兩到三個路線優化案例，以量子退火計算接受的輸入形式，將案例映射到二次無約束二進制優化（QUBO）上。之後NASA將提供結果反饋，培訓一名來自福特的研究人員使用這台量子計算機，而該研究人員可以定期使用這台價值1500萬美元的量子退火計算機。

“福特將要解決的第一個問題，就是駕駛領域經典的旅行商問題（Travelling salesman problem）——司機由起點出發，經過所有給定的地點後，最後再回到原點的最優路線。” 福特公司量子計算研究技術專家喬伊迪普·戈什（Joydip Ghosh）表示。

D-Wave是一家加拿大的量子計算機公司，推出了世界上第一台使用量子退火技術的商用量子計算機。量子退火 (annealing) 過程會先將設備置於簡單的配置中，並使其處於能量基態（energetic ground state），然後再將設備調整至可得出問題答案的配置。因此，如果退火過程順利，系統將會始終保持在能量基態，從而解決各種涉及到的“最小化”問題。

D-Wave 2000Q型量子退火計算機 來自：D-Wave官網

2017年5月，大眾汽車也曾利用量子退火計算，為北京的一萬輛出租車模擬出每輛車從市中心到達機場的最佳路線，以期以最快的速度行駛32公里路到達目的地，且不會造成交通堵塞。實驗證明，大眾團隊開發的量子退火計算的算法，在不到一秒內就可以給出每輛車的最優行駛路線，而普通計算機完成同樣的任務，則需要約45分鐘。

相比傳統計算機，量子計算機的最大區別在於：傳統計算機只能按照時間順序一個個地解決問題，而量子計算機卻可以同時解決多個問題。傳統計算機使用的運算規則是二進制，用0和1記錄信息狀態。但量子計算機由量子狀態來描述信息，根據量子的特性它可以同時表示多種狀態，並同時進行疊加運算，因而擁有更快速的運算方式。舉個例子，要求你5分鐘內在圖書館某一本書的某頁上找到一個大寫字母“X”，這幾乎是不可能的，因為那裏有5000萬冊書。但是如果你處於5000萬個平行現實中，每個現實都可以查看不同的書籍，你肯定能在其中某個現實中找到這個“X”。在這個假設中，普通計算機就是像瘋子一樣的那個你，需要5分鐘內找遍儘可能多的書。而量子計算機卻能將你複製出5000萬個，每個只需翻找一本書即可。因此超高速的運行能力，使得量子計算機得以在如人工智能、分子模擬、金融建模、天氣預報、粒子物理學有廣闊應用前景。

儘管目前福特正在推動量子計算在自動駕駛上的研究，但該項目並不屬於福特自動駕駛汽車子公司的一部分。福特首席技術官肯·華盛頓（Ken Washington）認為，量子技術的商業應用在短期內“為時尚早”。

2018年7月，福特宣佈投資40億美元成立福特自動駕駛汽車子公司（Ford Autonomous Vehicles LLC），業務範圍包括所有自動駕駛汽車相關的運營業務。

“當然，我們的最終目標，是把這種智能（路徑優化）服務與自動駕駛等服務相結合，讓生活在 城市裏的人們獲得更好的道路體驗。”華盛頓表示。