Volkswagen lleva la revolución informática cuántica del laboratorio a la planta

Desde la inteligencia artificial hasta la computación en la nube y más, Volkswagen Group of America tiene una de las carteras más agresivas de desarrollos tecnológicos en el sector automotriz. Eso también incluye la investigación y el desarrollo en computación cuántica, un espacio en el que Volkswagen trabajó junto a innovadores clave para llevar la innovación de vanguardia al uso en el mundo real.

La computación cuántica utiliza la naturaleza imprecisa de la mecánica cuántica: la física de cómo interactúan los átomos individuales y las partículas subatómicas. Donde cada dato en una computadora tradicional se expresa en última instancia como un binario “uno” o “cero”, la computación cuántica se basa en partículas llamadas “qubits” que pueden ser uno, cero o ambos. Dependiendo de cuántos qubits pueda manejar su chip, una máquina cuántica puede aprovechar una enorme potencia informática para resolver tareas específicas.

Los investigadores creen que las computadoras cuánticas podrían enfrentar desafíos con los que incluso las computadoras tradicionales más poderosas batallan. Si bien las computadoras cuánticas siguen siendo bastante experimentales, ha comenzado una carrera global por desarrollar nuevas máquinas, y las empresas han empezado a encontrar formas de utilizarlas para superar los desafíos del mundo real. En la industria automotriz, el Grupo Volkswagen ha liderado el camino al lanzar un equipo especializado y dedicado a la investigación de la computación cuántica en 2016.

"Vemos un gran potencial para la informática cuántica en todo nuestro negocio", dice Florian Neukart, director del Volkswagen Group Data:Lab. “Muchos desafíos en la industria automotriz pueden beneficiarse de la potencia inherente que la informática cuántica puede generar”.

Un tema sobre el que Neukart insiste es que el equipo de investigación de Volkswagen no quiere quedarse en el ámbito académico. “No estamos interesados en investigar por investigar. Queremos llevar esta tecnología al mundo real", señala.

Desde hace casi cinco años, los expertos de Volkswagen han estado investigando nuevas formas de aplicar la computación cuántica a los retos cotidianos, dijo David Von Dollen, científico de datos principal de Volkswagen Group of America. Alrededor de 10 personas trabajan con la computación cuántica en Volkswagen en Estados Unidos y Alemania. Desde 2017, Volkswagen se ha asociado con la empresa canadiense de computación cuántica D-Wave, y posteriormente se unió a la unidad de computación cuántica de Google en el área de investigación.

“Estamos enfocados en la producción, en probar cosas, en poner aplicaciones en uso”, dijo Von Dollen.

Un campo importante es la movilidad: en 2019, el equipo de Volkswagen trabajó con D-Wave para presentar el primer sistema de enrutamiento de tráfico en vivo que dependía de la informática cuántica. La prueba utilizó autobuses en Lisboa, Portugal, para predecir los volúmenes de tráfico y los viajes de ruta a fin de minimizar los tiempos de espera de los pasajeros y los tiempos de viaje de los autobuses, evitando los embotellamiento y haciendo que el flujo de tráfico fuera lo más eficiente posible. El equipo tiene muchas más ideas y proyectos en curso, agregó Von Dollen.

“Desde el punto de vista empresarial, siempre nos hacemos las mismas preguntas", añadió Neukart. “¿Dónde podría la informática cuántica ayudar a resolver un problema en nuestra empresa? ¿Una aplicación cuántica sería realmente más eficiente que un algoritmo clásico en este caso? Y en caso afirmativo, ¿cómo se podría hacer?”

Un ejemplo fue en una parte clave de la fábrica de automóvil: el taller de pintura. Cada carrocería de vehículo que ingresa al taller de pintura requiere uno de dos tipos de imprimación, según el color final del vehículo . El cambio entre tipos de imprimación ralentiza la producción y aumenta los costos, pero en una línea de ensamblaje compleja, ese costo era necesario para mantener los vehículos en movimiento.

Tradicionalmente, un taller de pintura puede promediar un número pequeño de vehículos de un tipo de imprimación antes de tener que detener la línea y cambiar. Usando un nuevo algoritmo impulsado por computación cuántica, diseñado para maximizar la eficiencia del taller de pintura sin ralentizar el ensamblaje en general, las tiendas ahora podrían manejar significativamente más vehículos seguidos. Ese sistema pronto podría entrar en línea en las fábricas de Volkswagen en Alemania y eventualmente en todo el mundo.

"Los desafíos como estos pueden sonar simples, pero en algunos casos requerirán niveles casi superiores de potencia para resolver con hardware tradicional", explicó Von Dollen.

El equipo de Volkswagen también ha aplicado la computación cuántica a los precios de los vehículos para ayudar a lograr el equilibrio adecuado para la demanda de los clientes. Más allá, ven el potencial para otros usos, como desarrollar nuevos materiales o averiguar dónde deben ubicarse las nuevas estaciones de carga de vehículos eléctricos para maximizar su utilidad.

"Todo lo que aprendamos ahora puede darnos un beneficio en el futuro", dijo Neukart. "Es posible que algunos desafíos y preguntas en campos como la ciencia de los materiales solo se puedan resolver a través de la computación cuántica. En otras áreas, podemos tomar un problema que podría requerir una semana de potencia de cálculo tradicional y terminarlo en un día o menos".

Neukart dijo que Volkswagen ocupa un lugar único en la informática cuántica tanto como investigador como usuario final en el mundo de los automóviles, pero que la complejidad y el potencial de la tecnología ha sido una razón clave por la que Volkswagen le ha podido encontrar usos en el mundo real.

“Queremos ser líderes en mostrar aplicaciones del mundo real en el espacio de la movilidad”, agregó Von Dollen, “y creo que realmente estamos impulsando el campo”.

Por favor, encuentre investigaciones recientes sobre la aplicación de taller de pintura mencionada aquí.