โยโกฮามา, ญี่ปุ่น – นิสสัน มอเตอร์ ประกาศความสำเร็จในการวิจัยการวิเคราะห์ด้านอากาศพลศาสตร์ของยานยนต์ โดยใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัม ร่วมกับ Quemix Inc. ความร่วมมือครั้งนี้ถือเป็น ครั้งแรกของโลก ที่สามารถนำควอนตัมอัลกอริทึม มาใช้ในการจำลองอากาศพลศาสตร์สำหรับยานยนต์ได้สำเร็จ พร้อมยืนยันถึงประสิทธิภาพของการใช้งาน โดยมีศักยภาพเพื่อลดเวลาการคำนวณจากที่เป็นอยู่ประมาณ 1วัน เหลือเพียงไม่กี่นาที
เทคโนโลยี ไฮบริด ควอนตัม คลาสสิค (Hybrid Quantum-Classical) เพื่อการจำลองอากาศพลศาสตร์
ในการศึกษานี้ นิสสัน และ Quemix บริษัทสตาร์ทอัพด้านเทคโนโลยีขั้นสูงสัญชาติญี่ปุ่นที่มีความเชี่ยวชาญด้านการวิจัย และพัฒนาควอนตัมคอมพิวติ้ง (Quantum Computing) ได้พัฒนาอัลกอริทึมรูปแบบใหม่ที่ผสานการทำงานระหว่าง คอมพิวเตอร์ควอนตัม และคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม (Classical Computer) สำหรับการวิเคราะห์พลศาสตร์ของไหลรอบตัวรถยนต์
ในการศึกษานี้ นิสสัน และ Quemix ได้พัฒนาอัลกอริทึมรูปแบบใหม่แบบ Hybrid ที่ผสานการทำงานระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัม ที่ทำหน้าที่ประมวลผลหลัก และคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมทำหน้าที่สนับสนุนการคำนวณต่างๆ สำหรับการคำนวณพลศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับของไหลรอบตัวรถ การแบ่งบทบาทดังกล่าวนี้ ช่วยยกระดับ ประสิทธิภาพโดยรวมของระบบการคำนวณ
โดยการใช้อัลกอริทึมนี้ การจำลองอากาศพลศาสตร์ของรูปทรงที่มีความซับซ้อนจะถูกดำเนินการผ่านแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม และผลลัพธ์ที่ได้ยืนยันว่า พฤติกรรมของอากาศพลศาสตร์สามารถจำลองได้ด้วยความแม่นยำ เทียบเท่ากับวิธีการคำนวณแบบดั้งเดิม
ภาพเปรียบเทียบการจำลองการไหลของอากาศรอบรูปทรงรถใน 4 ช่อง โดยแสดงผลแบบ ‘Classical’ และ ‘Quantum’ พร้อมค่าเวลา (t=18.42 และ t=32.28) ใช้สีไล่ระดับจากสีน้ำเงิน (ความเร็วต่ำ) ไปสู่สีแดง (ความเร็วสูง) และมีเส้นสตรีมไลน์แสดงทิศทางการไหลของอากาศ เห็นบริเวณกระแสวนด้านท้ายรถชัดเจนในแต่ละกรณี
การแก้ไขข้อท้าทายในงานวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์
ในปัจจุบัน การวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์มักอาศัยวิธี เช่น Lattice Boltzmann Method (LBM) อย่างไรก็ตาม ระยะเวลาในการประมวลผลที่ยาวนานยังคงเป็นข้อจำกัดที่สำคัญ
นอกจากนี้ การนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาใช้ในด้านดังกล่าว ยังถูกจำกัดด้วยข้อท้าทายทางเทคนิคอื่นๆ เช่น ไม่สามารถนำวิธีการคำนวณเดิมมาใช้ได้โดยตรง
ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงนับเป็น แนวทางที่สามารถนำไปใช้ได้จริง สำหรับแก้ไขข้อจำกัดต่างๆ เหล่านี้
การขยายการใช้งาน Quantum Computing ของ นิสสัน
ในขณะที่ นิสสันเดินหน้าสู่การพัฒนาดิจิทัลในกระบวนการพัฒนายานยนต์ บริษัทฯ ยังได้ขยายการศึกษาการนำ Quantum Computing มาใช้ในหลากหลายสาขา อาทิ การพัฒนาวัสดุ (Materials Development)
การให้บริการด้านโมบิลิตี้ (Mobility Services) รวมถึง การเพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการพลังงานสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า (EV Energy Management Optimization) ซึ่งการศึกษานี้สะท้อนเห็นถึงศักยภาพของ Quantum Computing ในงาน การวิเคราะห์พลศาสตร์ของไหล ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญและมีความยืดหยุ่นสูงในงานวิศวกรรม ทั้งนี้ นิสสัน และ Quemix ได้ร่วมกันยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับผลงานวิจัยดังกล่าวเรียบร้อยแล้ว
แนวโน้มสำหรับอนาคต
ในอนาคต นิสสัน และ Quemix ตั้งเป้าพัฒนางานวิจัยนี้ให้ก้าวสู่ การใช้งานจริงในการจำลองอากาศพลศาสตร์ด้วยเทคโนโลยีควอนตัม พร้อมกันนี้ นิสสันยังคงมองโอกาสในการนำเทคโนโลยีดังกล่าวไปประยุกต์ใช้ในกระบวนการพัฒนายานยนต์ในอนาคต เพื่อยกระดับนวัตกรรม และประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง
