Netzoptimierung per Quantencomputing

screenshot from the classiq platform showing quant
Bild: Classiq

Das Quanten-Softwareunternehmen Classiq, Comcast und AMD haben einen gemeinsamen Praxistest abgeschlossen. Ziel war es, die Bereitstellung von Internetdiensten zu verbessern und die Ausfallsicherheit der Netzsteuerung mithilfe von Quantenalgorithmen zu erhöhen.

„Unsere Kundinnen und Kunden erwarten schnelle, sichere und zuverlässige Verbindungen. In einem Netz unserer Größe und Dynamik ist das anspruchsvoll, vor allem bei stetig wachsender Nachfrage“, sagt Elad Nafshi, Chief Network Officer bei Comcast Connectivity and Platforms. „Wir haben die Tests im vergangenen Jahr gemeinsam mit Classiq gestartet, um zu prüfen, wie Quantensoftware reale Herausforderungen im Netzbetrieb lösen kann. Die Ergebnisse zeigen, dass Quantencomputing für die Netzoptimierung kein theoretisches Konzept mehr ist, sondern praktisch einsetzbar und skalierbar.“

Im Test ging es um die Frage, wie sich etwa bei Wartungsarbeiten oder geplanten Änderungen stabile Ersatzrouten definieren lassen, damit der Datenverkehr auch dann störungsfrei weiterläuft, wenn zusätzlich eine unerwartete Störung auftritt. Betreiber müssen dafür eindeutige, voneinander unabhängige Pfade identifizieren, die gleichzeitig schnell, ausfallsicher und latenzoptimiert sind. Mit wachsender Netzgröße steigt die Zahl möglicher Kombinationen stark an. Entsprechend aufwendig ist die Berechnung. Comcast, Classiq und AMD kombinierten Quantenalgorithmen mit klassischem Hochleistungsrechnen, um genau diese Anforderung zu erfüllen. Ziel war es, geeignete Ersatzpfade für unterschiedliche Änderungsszenarien in Echtzeit zu berechnen.

Zum Einsatz kamen sowohl Quantenhardware als auch beschleunigte Simulationen auf Basis von AMD Instinct Grafikprozessoren. Die Simulationen stellten eine Rechenkapazität im Qubit-Maßstab bereit, die heutige Quantenhardware allein noch nicht durchgängig erreichen kann. So konnten die Teams Algorithmen zügig anpassen und testen, bevor sie diese auf realer Quantenhardware ausführten. Classiq stellte die Softwareplattform und unterstützte bei Modellierung und Implementierung. Dadurch ließen sich Optimierungen sowohl in der Simulation als auch auf der realen Hardware konsistent umsetzen. Optimierungsprobleme in globalen Telekommunikationsnetzen erzeugen große kombinatorische Suchräume, deren Umfang mit der Netzgröße stark wächst. Genau hier setzen Quantenverfahren an.

„Quantenforschung im Unternehmensumfeld muss schnell und verlässlich funktionieren“, sagt Nir Minerbi, Mitgründer und CEO von Classiq. „In diesem Projekt haben wir gezeigt, wie sich komplexe Optimierungsprobleme strukturiert modellieren und effizient auf unterschiedlichen Systemen ausführen lassen. So bleiben Unternehmen flexibel, auch wenn sich die technologische Landschaft weiterentwickelt.“

„Klassisches Computing und Quantencomputing wachsen zusammen“, sagt Madhu Rangarajan, Corporate Vice President Compute and Enterprise AI Products bei AMD. „Unser Ziel ist es, Hochleistungsrechnen so einzusetzen, dass Quantenanwendungen in der Praxis nutzbar werden. Die Zusammenarbeit zeigt, wie Simulation und Quantenhardware gemeinsam ein reales Problem im Netzbetrieb lösen können.“

Mehr zum Test lesen Sie im Blogpost.