摘要：GAMS与Karlsruhe Institute of Technology - KASTEL (KIT-KASTEL), Infineon Technologies AG, Ruhr-Universität Bochum (RUB),和Freie Unive
GAMS与Karlsruhe Institute of Technology - KASTEL (KIT-KASTEL), Infineon Technologies AG, Ruhr-Universität Bochum (RUB),和Freie Universität Berlin (FUB)已根据“Anwendungsorientierte Quanteninformatik”计划获得了德国联邦教育和研究部（BMBF）的资助。该项目被称为“QuSol”（量子优化求解器套件），重点探索量子计算如何增强对现代工业至关重要的优化问题，例如生产规划和物流。虽然量子计算领域仍处于早期阶段，但其目标是增进对如何应用量子算法解决复杂优化挑战的理论和实践理解。
学术合作伙伴
• Prof. Dr. Ina Schaefer, Karlsruhe Institute of Technology (KIT-KASTEL)
• Prof. Dr. Stefan Nickel , Karlsruhe Institute of Technology (KIT-IOR)
• Prof. Dr. Michael Walter , Ruhr-Universität Bochum
• Prof. Dr. Jens Eisert , Freie Universität Berlin
行业合作伙伴
• Infineon Technologies AG
• GAMS Software GmbH
副合伙人
Prof. Dr. Tobias Osborne , Leibniz Universität Hannover
用量子解决方案解决经典局限性
量子计算机有望解决经典计算机无法有效处理的问题。这种潜力激发了人们对物理学和量子信息学的极大兴趣，最近的进展使得中等规模“噪声中尺度量子”（NISQ）计算机的开发成为可能。现在的关键问题是确定量子计算可以提供显着优势的关键应用，特别是在优化等经济相关领域。
优化处于潜在量子计算应用的最前沿，因为现代供应链规划中的几乎每个问题都可以被视为优化挑战。然而，尽管理论上有希望，但目前很少有具体的发现证实量子计算机在实际环境中将优于经典方法的预期。这个差距既适用于变分量子算法，它已经可以在近期的NISQ (噪声中等尺度量子)硬件上实现，也适用于为未来容错量子计算机设计的可扩展量子算法。
QuSol项目：开创量子优化的先河
QuSol项目汇集了领先的专家，以实现量子计算机在优化领域的颠覆性突破。通过关注生产规划中具体的、经济上关键的用例，该项目寻求大幅扩展使用量子计算机进行优化的算法工具箱，最终使量子计算成为解决现实世界问题的实用工具。
QuSol的目标不仅仅是解决孤立的问题。它的目标是开发通用的混合解决方法，可以解决具有不确定性的复杂优化问题。通过结合量子算法，这些方法将提供比单独的经典方法更有效的解决方案。该项目将创建一个可重用、适应性强的开源软件包，使更广泛的社区能够跨学科应用和进一步开发这些量子驱动的优化工具。
对优化及其他方面的影响
该项目将建立在以前的倡议基础上，但具有更广泛和更宏大的范围。之前的项目专注于特定的、有限的用例，而QuSol将提供一个全面的、量子增强的优化工具包，适用于各种复杂的问题。该工具包将加速优化过程，不仅在生产计划中，而且在面临不确定性和高复杂性的行业中也是如此。
QuSol项目是由现代生产规划中高度相关的现实应用驱动的，其中当前的全球形势和相关的不确定性使优化比以往任何时候都更具挑战性和必要性。来自经典和量子优化专家的明确定义的代表性用例将被分析并分解为可以通过变分和/或可扩展量子算法更有效地解决的子问题。该项目不仅将适应和扩展现有的量子算法，还将开发新的量子算法，评估它们对不同问题实例的适用性和优势。
上图: 生产计划中复杂优化问题的相关示例。在能力-需求匹配(又称总体规划)中，需求规划方预测的需求是针对能力规划方设定的约束(称为瓶颈)而设定的。其目的是确定满足产能约束的生产目标，从而在以后的详细生产计划中得以实现。这些目标应尽可能与需求紧密匹配，并以可承诺量( ATP )数量的形式用于后期确认客户订单。
构建量子增强优化的未来
QuSol的成果将被集成到先进的开源软件包中，使广大用户社区能够利用这些进步。该软件将作为不断发展的量子生态系统的关键构建模块，促进跨学科量子优化的进一步创新和实际应用。该项目的成果将通过解决广泛的优化挑战带来显着的实际效益。
我们很高兴能为这一开创性举措做出贡献，该举措有望重塑优化技术的未来，并使量子计算更接近现实世界的应用。
来源：科学软件网
