Atom Computing และ NREL สำรวจการทำงานในจุดที่เหมาะสมที่สุดของโครงข่ายไฟฟ้าโดยใช้การประมวลผลควอนตัม

บริษัท Atom Computing และ ศูนย์ปฏิบัติการพลังงานหมุนเวียนแห่งชาติ (National Renewable Energy Laboratory; NREL) ของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ประกาศความร่วมมือกันเพื่อสำรวจว่า การประมวลผลควอนตัม (quantum computing) จะสามารถช่วยการทำงานของโครงข่ายไฟฟ้าให้อยู่ในจุดที่เหมาะสมที่สุดได้อย่างไร

ในระหว่างการประชุมสามัญ IEEE Power and Energy Society ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2566 นักวิจัยของ NREL ได้สาธิตวิธีการนำเอาเทคโนโลยีการประมวลผลควอนตัมในแถวลำดับอะตอม (atomic array quantum computing) ของ Atom Computing มารวมเข้ากับแพลตฟอร์มการวิจัย Advanced Research on Integrated Energy Systems (ARIES) และการทดสอบ hardware-in-the-loop เพื่อสร้างความสามารถ “quantum-in-the-loop” ที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งดำเนินการด้วยรูปแบบที่แน่นอนกับโจทย์การหาจุดที่เหมาะสมที่สุด (optimization problems) บนคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ดร. Rob Hovsapian ที่ปรึกษาด้านการวิจัยของ NREL มองเห็นถึงความสามารถใหม่นี้ ซึ่งเป็นขั้นตอนที่มีความสำคัญในการสร้างความเข้าใจต่อไปว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะสามารถปรับสมดุลโหลดพลังงาน (balance energy loads) ไปตลอดทั้งโครงข่ายไฟฟ้าให้ดีขึ้นได้อย่างไร

“โครงข่ายไฟฟ้าจะมีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อเราเพิ่มแหล่งกำเนิดไฟฟ้าใหม่เข้าไป เช่น ไฟฟ้าจากพลังลมและแสงอาทิตย์ รวมทั้ง การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า เซนเซอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ” “เรากำลังมาถึงจุดที่โครงข่ายไฟฟ้ามีอินพุตและเอาต์พุตมากกว่าที่โมเดลคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมของเราจะสามารถจัดการได้ ดังนั้นการนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมมารวมเข้ากับแพลตฟอร์มทดสอบของเรา ก็จะสามารถเริ่มต้นสำรวจได้ว่า เทคโนโลยีนี้จะช่วยแก้ปัญหาบางอย่างได้อย่างไร” — กล่าวโดย ดร. Rob Hovsapian

โจทย์การหาจุดที่เหมาะสมที่สุด อย่างเช่น การจัดการห่วงโซ่อุปทาน การจัดเส้นทางการขนส่งให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าและเครือข่ายโทรคมนาคม ถือเป็น “การใช้งานที่ดีมาก” สำหรับการประมวลผลควอนตัม เพราะเรื่องเหล่านี้เป็นโจทย์ขนาดใหญ่ที่มีปัจจัยและตัวแปรมากมายเข้ามาเกี่ยวข้อง จึงมีความเหมาะสมสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมและวิธีการคำนวณ

การรักษาระดับกำลังไฟฟ้าให้มีอยู่ตลอดทั้งโครงข่ายไฟฟ้า คือ ตัวอย่างที่ดีสำหรับโจทย์การหาจุดที่เหมาะสมที่สุด แหล่งกำเนิดไฟฟ้าต่างๆ ทั้งโรงไฟฟ้า กังหันลม และโซลาร์ฟาร์ม ต้องกำเนิดไฟฟ้าให้เพียงพอกับความต้องการท่ามกลางความผันผวนที่เกิดขึ้นซึ่งขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของแต่ละวัน และสภาพอากาศ จากนั้นไฟฟ้านี้จะถูกส่งไปตามสายส่งในระยะทางหลายกิโลเมตร แล้วส่งมอบให้กับ บ้าน ธุรกิจ โรงพยาบาล และสิ่งอำนวยความสะดวกอื่นๆ ในเวลาจริง

ในขั้นต้น NREL และ Atom Computing มีเป้าหมายในการสำรวจว่า การประมวลผลควอนตัมจะสามารถปรับปรุงการตัดสินใจได้อย่างไรเกี่ยวกับการจัดเส้นทางส่งกำลังไฟฟ้าใหม่ระหว่างสายป้อน (feeder lines) ที่นำไฟฟ้าจากสถานีย่อยไปยังพื้นที่ให้บริการในท้องถิ่นหรือภูมิภาคในกรณีที่สวิตช์หรือสายส่งหยุดทำงาน

Rob Hovsapian กล่าวอีกว่า — “ในตอนนี้ ผู้ประกอบการส่วนใหญ่อาศัยประสบการณ์ของตนเองในการตัดสินใจเรื่องนี้” “วิธีนี้ยังดูเหมือนใช้ได้ผล แต่ไม่แน่นอนว่าจะได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เรากำลังประเมินว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะสามารถให้ข้อมูลที่ดีกว่าในการตัดสินใจเรื่องเหล่านี้ได้อย่างไร”

Rob Hays ซีอีโอของ Atom Computing เรียกโครงการนี้ว่าเป็นตัวอย่างที่สำคัญกับการที่อุตสาหกรรมเอกชน และศูนย์ปฏิบัติการระดับชาติ สามารถทำงานร่วมกันบนเทคโนโลยีควอนตัมคอมพิวเตอร์ และพัฒนากรณีการใช้งานที่มีคุณค่าอย่างโครงข่ายไฟฟ้า

ที่มา: Atom Computing