By Kenna Hughes-Castleberry diposting 25 Nov 2022
“Dunia otomotif akan dikacaukan oleh serangkaian teknologi yang relatif baru: kuantum,” jelas Brian Lenahan, kepala Institut Strategi Kuantum baru-baru ini buletin. Industri otomotif sudah mendorong maju dengan teknologi kuantum melalui kemitraan. Kemitraan tersebut antara lain Sistem D-Wave dan Volkswagen; Komputasi Zapata dan Bosch; dan bahkan IBM kuantum dan Mercedes-Benz. Dengan teknologi kuantum seperti jam atom atau maser yang digunakan dalam perangkat kita sehari-hari seperti baterai atau GPS, masih ada lagi yang akan mengganggu dan mengubah industri otomotif.
Industri otomotif dapat memberikan banyak peluang menguntungkan untuk komputasi kuantum. Artikel terbaru dari McKinsey & Company memperkirakan bahwa dampak ekonomi dari teknologi dalam industri ini akan berkisar antara $2 miliar dan $ 3 miliar pada tahun 2030. Teknologi ini mencakup penyelesaian masalah pengoptimalan, material baru untuk kendaraan listrik dan kendaraan yang lebih efisien, serta mekanik kendaraan saat ini. Dalam kemitraan baru-baru ini dengan Rolls-Royce, perusahaan komputasi kuantum terkemuka dunia Teknologi Classiq memanfaatkan teknologi kuantum untuk menangani banyak aplikasi ini. “Ada banyak hal yang tidak kami gunakan sebagai kasus penggunaan untuk kuantum, jelasnya Amir Naveh, Co-Founder dan Chief Product Officer di Classiq. “Ketika Anda benar-benar mendalaminya, hampir setiap masalah komputasi yang sulit pada akhirnya dipetakan menjadi masalah pengoptimalan atau pemecah persamaan linier atau sesuatu yang dapat diselesaikan dengan kuantum.”
Salah satu masalah ini adalah komputasi dinamika fluida, yang dibelanjakan secara kasar oleh industri otomotif dan kedirgantaraan $ 35 miliar setiap tahun untuk menguji dan mengembangkan. Menggunakan simulasi kuantum, para insinyur dapat mengoptimalkan sistem ini berdasarkan simulasi. Kemitraan Classiq dengan Rolls-Royce secara khusus bekerja untuk mengoptimalkan sistem fluida dan gas untuk membuat mesin jet lebih aerodinamis dan hemat bahan bakar. Menurut Rolls-Royce Fellow dan Quantum Computing Lead Leigh Lapworth: “Potensi komputer kuantum untuk secara drastis mengurangi waktu simulasi tidak dapat diabaikan, dan pekerjaan yang kami lakukan hari ini memastikan kami akan memiliki kemampuan untuk memanfaatkan Quantum Advantage saat tiba.”
Quantum dan Mobil Mengemudi Sendiri
Kendaraan otonom diperkirakan akan menjadi kendaraan generasi berikutnya, karena memungkinkan pengemudi untuk melakukan hal-hal lain dalam perjalanan sehari-hari dan perjalanan darat yang lebih lama. Agar kendaraan otonom aman dan berfungsi dengan baik, mereka harus dapat memproses data dalam jumlah besar hampir secara instan, mulai dari perubahan lalu lintas hingga kecelakaan mobil hingga konstruksi. “Begitu mereka memasuki pasar arus utama, mobil otonom diharapkan menghasilkan hingga 5TB/jam data, membuatnya sangat kompleks bahkan untuk mesin level superkomputer saat ini untuk disimulasikan dan dioptimalkan rute kendaraan, pemrosesan data, dan pembelajaran mesin yang berjalan dengan sistem otonom,” jelas sebuah artikel tahun 2022. Masuknya data yang besar dan terus berubah ini dapat membatasi tindakan kendaraan otonom saat ini, menjadikannya kurang aman bagi penumpang. Komputasi kuantum dapat memberikan solusi untuk masalah ini dengan menganalisis data dengan cepat dan menyediakan algoritma pengoptimalan atau konfigurasi yang berbeda.
Kendaraan Kuantum dan Listrik
Dengan kenaikan harga gas, banyak perusahaan mobil yang mulai mengembangkan kendaraan listrik (EVs). Namun proses pembuatan EV ini jauh dari kata mudah, terutama karena baterai kendaraan. Sebagian besar baterai dalam EV didasarkan pada teknologi lithium-ion, yang harganya sangat mahal. “Harga pembelian yang tinggi akan menghalangi adopsi yang lebih luas dan menunda pengurangan jejak karbon yang diharapkan,” tahun 2022 Forbes artikel dijabarkan. Biaya sumber daya yang digunakan dalam baterai lithium-ion juga sebagian karena masalah perdagangan antar negara seperti AS dan Tiongkok, mempersulit perusahaan mobil untuk mendapatkan suku cadang yang mereka butuhkan. Untuk mengatasi masalah ini, banyak perusahaan kuantum menggunakan kuantum untuk membantu menemukan baterai potensial baru untuk kendaraan listrik. “Saat ini, hipotesis utama kami adalah komputasi kuantum sangat cocok sebagai teknologi yang dapat memengaruhi pengembangan baterai generasi mendatang untuk kendaraan listrik,” jelas XanaduKepala Algoritma Juan Miguel Arrazola. “Baterai yang lebih baik dengan jangkauan yang lebih jauh, pengisian yang lebih cepat, pengoperasian yang lebih aman, biaya yang lebih rendah, dan pengembangan yang berkelanjutan dapat secara signifikan meningkatkan penggunaan kendaraan listrik, yang akan mengubah industri otomotif. Ada banyak pendekatan menjanjikan yang sedang dipelajari sebagai cara potensial untuk membangun baterai yang lebih baik, tetapi semuanya menghadapi tantangan yang perlu diselesaikan sebelum siap untuk layak secara komersial. Pada dasarnya, tantangan ini berhubungan dengan sifat kuantum dari molekul dan bahan yang membentuk sel baterai, yang sangat sulit untuk dimodelkan secara akurat menggunakan metode populer seperti teori fungsi kerapatan. Kami sedang mempelajari bagaimana komputer kuantum dapat digunakan untuk melakukan simulasi yang lebih akurat, yang dapat memungkinkan terobosan yang diperlukan untuk memecahkan tantangan teknis dan ilmiah yang saat ini menghalangi kelangsungan teknologi baterai baru untuk kendaraan listrik.” Dengan material baru dan bahkan baterai kuantum, pengembangan EV dapat dipercepat, memungkinkan lebih banyak orang mengakses mobil listrik, yang pada gilirannya membantu mengurangi lebih banyak jejak karbon populasi.
Industri Otomotif dan Cybersecurity
Dengan EV dan kendaraan otonom, pembajakan mobil tidak diragukan lagi akan berubah seiring dengan industri otomotif. Karena kerentanan masa depan ini, banyak perusahaan kuantum mencari cara untuk membuat mobil generasi berikutnya lebih aman secara digital. “Otomotif perlu menangani masalah keamanan siber yang muncul milik Shor algoritma,” Naveh menambahkan, “Jika Anda merancang mobil selama 10 tahun dari sekarang, dan Anda merancang protokol komunikasi, itu adalah sesuatu yang perlu Anda perhitungkan.” Tidak ada yang ingin membayangkan diri mereka terkunci di luar mobil, atau lebih buruk lagi, mobil mereka pergi ke suatu tempat tanpa izin pemiliknya. Bekerja mengembangkan aman-kuantum algoritme tidak hanya bermanfaat untuk menciptakan mobil yang lebih aman secara digital, tetapi juga bermanfaat bagi industri lain seperti keamanan dunia maya, keuangan, dan bahkan pemerintah.
Kenna Hughes-Castleberry adalah staf penulis di Inside Quantum Technology dan Science Communicator di JILA (kemitraan antara University of Colorado Boulder dan NIST). Ketukan tulisannya termasuk teknologi dalam, metaverse, dan teknologi kuantum.
