Ученые Университета Иннополис разработали новый метод оптимизации дорожного трафика с использованием квантового процессора D-Wave. В виртуальных экспериментах на модели города Алматы их подход сократил загруженность на 62% для 500 автомобилей, работая в 20 раз быстрее классических решений.
Исследователи Университета Иннополис разработали инновационный метод оптимизации дорожного движения с использованием квантовых вычислений. В ходе виртуальных экспериментов на модели города Алматы они добились впечатляющих результатов: загруженность дорог сократилась на 25% для 100 автомобилей и на 62% для 500 автомобилей. При этом новый метод оказался в 13-20 раз быстрее традиционных подходов, решая задачу всего за 0,15-0,225 секунды на итерацию против 3 секунд у гибридного метода.
«Традиционные методы, такие как адаптивные системы управления сигналами светофоров и алгоритмы оптимизации автомобильных маршрутов, сталкиваются с ограничениями при работе с большими объемами данных в реальном времени. Квантовые вычисления предлагают принципиально новый подход, позволяя обрабатывать множество данных одновременно и находить оптимальные решения намного быстрее классических методов».
Ярослав Холодов, руководитель Лаборатории квантовых вычислений Университета Иннополис
Ключевым нововведением стал «мини-масштабный» подход, при котором сложная задача оптимизации трафика разбивается на множество мелких подзадач. Это позволило преодолеть главное ограничение квантовых процессоров — проблему масштабируемости. Ранее подобные эксперименты, включая совместный проект Volkswagen и D-Wave, сталкивались с трудностями при увеличении размерности задачи.
«Наш численный эксперимент подтвердил, что квантовые вычисления повышают скорость и эффективность оптимизации трафика в реалистичных сценариях, открывая путь для практического применения квантовых технологий в управлении городской мобильностью. В перспективе модель можно усовершенствовать, добавив реальные параметры: синхронизацию светофоров, погодные условия и поведение водителей».
Ярослав Холодов, руководитель Лаборатории квантовых вычислений Университета Иннополис
Разработанная технология особенно перспективна для управления динамическими транспортными потоками в реальном времени, где требуется одновременный учет множества изменяющихся факторов. Ученые уверены, что их метод открывает новые возможности для применения квантовых вычислений в сфере умного транспорта и городской инфраструктуры.