量子计算帮助全球第三大钢铁生产商提高供应链效率

光子盒研究院出品

剑桥量子计算(CQC)曾于2020年4月宣布他们在材料科学和优化领域与新日铁(Nippon Steel)的合作。CQC开发了一种算法，可以优化钢铁制造过程中使用的中间产品的调度。现在，这个算法已经在霍尼韦尔的量子计算系统上运行。

截至2019年，新日铁是全球第三大钢铁生产商(前二是安赛乐米塔尔和宝武钢铁集团)，2019年营收为6.177万亿日元(约合560亿美元)。他们在2019年生产了5000万吨钢，可想而知，优化生产过程的调度和提高效率是一项非常复杂的任务。

新日铁首席研究员Koji Hirano表示：“我们钢铁厂的调度是我们面临的最大物流挑战之一，我们一直在寻找简化和改进该领域运营的方法。”

炼钢是一个多步骤的过程，几十年来基本保持不变。工厂首先将铁矿石、煤和其他材料加工成钢板(一种铁和碳的合金)，然后将其转化为产品。

这个过程有许多必须考虑的因素和限制，包括订单、截止日期、原材料可用性、规格、成本等。考虑到变量很多，简化或优化生产过程和调度是具有挑战性的。但它也是一个可以通过提高效率和降低运营成本取得显著收益的领域。

不过这一挑战并非钢铁制造业独有的。类似的组合优化问题在全球其他制造业、运输业和分销系统中无处不在，在这些领域，商品和服务都要经过几个步骤。

即使有今天的超级计算机，也很难找到最佳解决方案。量子计算机利用某些量子物理现象同时表示多个解决方案并找到最佳解决方案，这使得量子计算机非常适合应对此类优化挑战。

然而，今天的量子系统仍处于早期阶段，还不能解决所有存在的变量，因此CQC和新日铁提出了一个有代表性的问题。霍尼韦尔量子计算机System Model H1只需几步即可找到最佳解决方案。

尽管由于当前一代量子计算机的规模有限，这种解决方案尚未准备好在生产环境中使用，但是一旦有更强大的量子计算机可用，它可以在生产环境中扩大使用，并帮助新日铁提高其钢铁生产效率。

CQC的Mehdi Bozzo Rey说：“结果令人鼓舞，将这个问题扩展到了更大的范围。这个实验展示了System Model H1与现代量子算法结合的能力，以及这项新兴技术的真正前景。”

霍尼韦尔量子解决方案公司的总裁Tony Uttley表示，这种合作展示了企业如何开始使用量子计算机来解决复杂的现实世界问题。

他说：“新日铁公司和剑桥量子计算公司取得的结果表明，量子计算将成为寻求竞争优势的企业的强大工具。”

本月早些时候，霍尼韦尔量子解决方案公司宣布将与CQC合并，组建全球最大的独立量子计算公司。对于剑桥量子计算公司的首席执行官兼创始人Ilyas Khan和Uttley而言，与新日铁公司的项目说明了新公司将致力于解决的全球挑战。

Khan说：“一个高效和有效的供应链对社会至关重要，供应链的任何中断都可能产生巨大的影响。霍尼韦尔和CQC正在通过量子计算消除这种中断，我们希望将这项工作可以应用于各个行业，因为我们现在是一家公司。”

参考链接：

[1]https://www.honeywell.com/us/en/news/2021/06/how-quantum-computing-can-help-nippon-steel-improve-scheduling-at-plants

[2]https://quantumcomputingreport.com/honeywell-cqc-team-collaborate-with-nippon-steel-to-investigate-quantum-optimization-for-manufacturing-scheduling-optimization/

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