Aplicación de computación cuántica a problemas de optimización de interés empresarial

Cliente: Centro de Supercomputación de Galicia
Fecha: 2023
Localización: España
Tecnologías aplicadas / Fabricante: Computación cuántica

Desafío
Solución
Beneficios

Desafío

El Centro de Supercomputación de Galicia (Cesga) se planteó estudiar desde sus instalaciones y con sus infraestructuras cómo resolver problemas de optimización combinatoria en sectores industriales estratégicos de Galicia (transporte, logística, energía o finanzas). Para abordar este desafío, ha contado con Ayesa y su experiencia en computación cuántica.

Solución

En virtud de este proyecto, se ha seleccionado un caso de interés industrial formulado como un problema de optimización combinatoria y se ha ejecutado en los ordenadores y simuladores cuánticos de Cesga.

Esta iniciativa se desarrolló en paralelo a la instalación de Qmio en Cesga, considerado el ordenador cuántico de mayor potencia (32 cúbits) instalado en una institución pública de I+D+i en el sur de Europa. Se trata de un equipo pionero abierto a la investigación y a la innovación de todos los sectores académicos y empresariales.

Para ejecutar el proyecto desarrollado con Ayesa, se modelizaron y aplicaron varias técnicas de optimización, sobre los circuitos generados en base a la matemática de optimización seleccionada (maximizando o minimizando alguna función, en base a una serie de restricciones). En segundo lugar, se estudió la viabilidad de utilizar técnicas de división de circuitos. Y se estudiaron posibles aplicaciones del algoritmo QAOA (Quantum Approximate Optimization Algorithm) en entornos industriales reales mediante el simulador del Cesga.

Beneficios

Gracias a este proyecto, se ha desarrollado un método innovador para mejorar el rendimiento de la asignación de trabajo y tareas a máquinas y empleados en un entorno industrial.

Se minimizaron tiempos de procesos y se maximizaron tareas de máquinas.

Los sistemas clásicos no permitían evaluar todos los posibles escenarios de tareas y trabajos asignados a maquinas, pero la computación cuántica sí lo hace, garantizando que el escenario seleccionado es el óptimo. Todo ello aplicado en la nueva infraestructura cuántica del Cesga.