德國研究人員測試量子計算與機器學習結合以偵測電網隱藏故障

德國研究人員正在測試量子電腦是否能幫助發現隱藏在電網和數據中心數據中的故障，並啟動了一個將量子計算與機器學習和傳統超級電腦相結合的項目。該項目名為 QUANDA（量子異常檢測與分析），於 11 月 9 日在數位技術日獲得德國聯邦研究、技術與空間部的資金證書，由德根多夫科技學院（DIT）主導。

參與者包括 DIT 的未來技術研究所，該研究所領導了一個財團，其中還包括漢諾威萊布尼茨大學、哥廷根數據處理協會 GWDG、量子硬件公司 QUDORA、未來能源實驗室 Wunsiedel 和 ZENOB。這些機構共同致力於建立將量子電腦、人工智能和高性能計算相結合的途徑，目標是使量子計算能夠在工業中使用，同時加強德國和歐洲的技術主權。

量子機器學習的應用

該項目的核心是量子機器學習，這是一種將機器學習與量子計算相結合的方法。團隊將使用來自能源行業的三個實際應用，測試混合方法如何能夠在複雜的數據集中識別不尋常的模式和偏差。這是一項對於可靠運行能源設施、電網和數據中心至關重要的異常檢測任務。DIT 的任務是將這些方法整合到混合高性能計算設置中，包括在量子電腦上高效處理複雜數據，以及將大型量子電路拆分為更小的部分，這一技術稱為電路切割，以繞過當今量子硬件的限制。

開源軟件架構的整合

這些方法將被集成到共享的軟件架構中，並對其性能和實際用途進行評估。最終結果將通過開源的 FullStaQD 軟件發布，該項目希望能減少對來自歐洲外部專有解決方案的依賴。QUANDA 是 FullStaQD 的一個衞星項目，該項目是一個全國性的旗艦計劃，旨在建立一個開放的模組化軟件架構，以便更輕鬆地訪問量子電腦並將其接入現有的計算環境。QUANDA 為該計劃增添了新的軟件組件和行業應用，並支持德國的高科技議程，旨在到 2030 年開發出世界領先的歐洲量子電腦以及聯邦量子技術行動計劃。

資金來自 QC Next 技術計劃。

DIT 校長瓦爾德馬·貝爾格表示，QUANDA 加強了該研究所作為數位技術研究中心的地位，並有助於提升德國的競爭力。未來技術研究所的主任海倫娜·利貝爾特表示，目標是通過實際應用系統地研究量子計算的可能性和限制。DIT 副校長沃爾夫岡·多爾納指出，該項目展示了大學與企業之間的合作可以實現什麼。該項目尚處於早期階段，目前尚未披露資金數額、時間表或測試結果，因此其潛力仍需在實際的能源案例中驗證。

量子計算如何推動能源行業創新

QUANDA 項目展示了量子計算在能源行業中的潛在應用，特別是在故障檢測方面。透過結合量子機器學習與傳統計算技術，該項目不僅能提高故障識別的準確性，還能促進德國在量子技術領域的自主創新。隨著對於技術主權的重視，這樣的研究將有助於減少對外部技術的依賴，並推動本地技術的發展，對於提升國際競爭力具有重要意義。