Quantencomputer kommen Zugverspätungen auf die Spur
Zugverspätungen und verpasste Anschlusszüge lassen viele Bahnreisende verzagen. Forscher befassen sich deshalb damit, wie man diese künftig besser verhindern könnte. Ein Expertenteam hat nun etwa untersucht, wie Quantencomputer dabei helfen könnten, wie aus einer Mitteilung hervorgeht.
Konkret haben sie analysiert, wie man mit Quantencomputern Fahrpläne im laufenden Betrieb so anpassen könnte, dass möglichst wenig Verspätungen entstehen. Als Beispiel zogen sie eine Bahnstrecke namens Baltimore Light RailLink in den USA heran. Sie gilt als besonders komplex, weil sich die Züge dort die Schienen teilweise mit dem Autoverkehr teilen müssen. Deshalb kommt es dort öfter zu Verspätungen.
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Quanten-Gerät berechnet chaotisches System
In ihrem Experiment nutzten die Forscher das Rauschen von Quantencomputern. Sogenannte NISQ-Geräte („Noisy Intermediate-Scale Quantum“) berechnen nämlich nicht eine konkrete Lösung, sondern mehrere unterschiedliche.
In einem störungsanfälligen, etwas chaotischen System wie dem Baltimore Light RailLink erweist sich das als Vorteil. Die Ergebnisse der NISQ-Geräte sind vielversprechend – sie spiegelten die tatsächlichen Veränderungen wieder, die man auf der Zugstrecke auch im Betrieb feststellt.
Weitere Tests zur Tauglichkeit
Ihre Ergebnisse testeten die Forscher dann auf 2 verschiedenen Plattformen. Als Erstes verwendeten sie einen sogenannten D-Wave-Quantenannealer mit mehr als 5.000 Qubits. Damit konnten sie in wenigen Sekunden Tausende verschiedene Varianten für optimierte Fahrpläne berechnen.
Die 2, Plattform war ein Gate-basierter Rechner von IonQ. Auch hier entsprachen die Resultate den realen Verhältnissen in Baltimore, wo viele Züge pünktlich ankamen, ein Teil nur leichte Verspätungen hatte und ein sehr kleiner Teil mit erheblicher Verspätung ankam. Die Ergebnisse der Quantencomputer spiegelten also die realen Verhältnisse.
Das Experiment der Forscher zum Baltimore RailLink beweist, dass Quantenrauschen in manchen Praxisanwendungen ein hilfreiches Werkzeug sein könnte – etwa wenn es darum geht, die Unberechenbarkeit von Zugverbindungen etwas besser abzubilden.
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Anwendung von Quantencomputer zu teuer
Allerdings wäre es extrem teuer, eine Quantenverbindung in einem echten Verkehrsbetrieb einzusetzen: Eine einzige Echtzeit-Modellierung für ein einziges Fahrplanmodell würde zwischen 1.000 und 67.000 Dollar kosten.
Derzeit sind Quantencomputer also noch zu teuer für derartige Praxisanwendungen. Langfristig ist es aber denkbar, dass Quantencomputer dabei helfen könnten, dass es zu weniger Zugverspätungen kommt.