早在今年7月份，福特汽車(chē)公司就與美國(guó)宇航局旗下量子人工智能實(shí)驗(yàn)室(QuAIL)簽署一份價(jià)值10萬(wàn)美元的合同《太空行動(dòng)協(xié)議》(Space Act Agreement)，但直到近日才為外界獲悉。

雖然福特公司明確表示和NASA的合作并非針對(duì)自動(dòng)駕駛，但考慮到福特公司在自動(dòng)駕駛上的百年布局，利用航天局的量子計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)一步推進(jìn)其自動(dòng)駕駛汽車(chē)的研究還是此次合作的最終目的。

一、福特的自動(dòng)駕駛戰(zhàn)略

福特計(jì)劃在2021年實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人駕駛，其無(wú)人駕駛事業(yè)已經(jīng)走過(guò)了一個(gè)世紀(jì)。

20世紀(jì)20年代，福特公司就投入40億美元致力于開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)，其中四分之一投給了一家名為Argo AI的自動(dòng)駕駛技術(shù)公司。

近一個(gè)世紀(jì)后，今年6月份，福特宣布收購(gòu)位于底特律市中心密歇根中央火車(chē)站，這家火車(chē)站具有百年的歷史，福特公司計(jì)劃將之作為其AI及自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)的中心。

緊接著的在7月份，福特汽車(chē)公司宣布成立福特自動(dòng)駕駛汽車(chē)子公司 Ford Autonomous Vehicles LLC(FAC)，整合旗下的自動(dòng)駕駛相關(guān)業(yè)務(wù)。

同樣在7月份，福特公司CTO Ken Washington代表福特公司與QuAIL簽署合作協(xié)議。為了達(dá)成這次合作，雙方已經(jīng)進(jìn)行了一年的努力。

二、用量子計(jì)算解決車(chē)輛線(xiàn)路規(guī)劃問(wèn)題

福特獲得了QuAIL旗下D-Wave 2000Q量子退火技術(shù)的使用權(quán)，這能幫助解決福特公司一直感興趣的優(yōu)化問(wèn)題。福特也明確表示，柴油商用卡車(chē)車(chē)隊(duì)的路線(xiàn)優(yōu)化問(wèn)題將是NASA量子計(jì)算能力的第一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。

量子退火(Quantum annealing)致力于解決一系列優(yōu)化問(wèn)題和機(jī)器學(xué)習(xí)難題，理論上要比傳統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)快得多。量子計(jì)算機(jī)以量子比特為單位編碼信息，使得大量的并行計(jì)算成為可能，這僅僅依賴(lài)于量子效應(yīng)。量子退火利用量子隧穿(quantum tunneling)和量子纏繞(quantum interference)為一個(gè)問(wèn)題提供全球最優(yōu)解。

在量子計(jì)算研究領(lǐng)域的技術(shù)專(zhuān)家Joydip Ghosh表示，福特公司最先要解決的是經(jīng)典的旅行推銷(xiāo)員問(wèn)題——怎樣在多個(gè)目的地中間規(guī)劃最優(yōu)路線(xiàn)。

“車(chē)輛的路線(xiàn)規(guī)劃是我們?cè)谏顖?chǎng)景中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，”他說(shuō)，“如果你嘗試解決用計(jì)算機(jī)解決我們?nèi)粘５膯?wèn)題，機(jī)器給你提供的解決方案會(huì)多到你耗盡時(shí)間。量子計(jì)算可能解決這個(gè)問(wèn)題?！?

該協(xié)議要求福特公司向NASA科學(xué)家提供兩到三個(gè)優(yōu)化案例，映射到二次無(wú)約束二進(jìn)制優(yōu)化(Quadratic Unconstrained Binary Optimization，QUBO)中。QUBO是價(jià)值1500萬(wàn)美元的D-Wave退火爐所接受的輸入形式。NASA再基于此提供反饋，指導(dǎo)福特公司的研究員使用其計(jì)算機(jī)并提供接觸途徑。

三、量子計(jì)算可能使自動(dòng)駕駛得以實(shí)現(xiàn)

福特公司并非第一家考慮使用量子計(jì)算的自動(dòng)駕駛公司。2017年，大眾汽車(chē)(Volkswagen)就曾使用量子退火在交通擁堵的北京為10000量車(chē)優(yōu)化路線(xiàn)。量子退火能以毫秒級(jí)的速度解決問(wèn)題，因而十分使用與交通優(yōu)化這類(lèi)時(shí)間緊急型的問(wèn)題。

據(jù)來(lái)自Principal的科學(xué)家Florian Neukart所說(shuō)，大眾正在使用量子退火來(lái)增加軟件的強(qiáng)化學(xué)習(xí)能力，使得軟件快速學(xué)習(xí)如何在自動(dòng)停車(chē)等場(chǎng)景下與環(huán)境進(jìn)行交互。他說(shuō)，“目標(biāo)就是使用量子計(jì)算機(jī)來(lái)增強(qiáng)人工智能的能力。”

大眾還相信量子計(jì)算能用于模擬微粒并最終用于開(kāi)發(fā)新電池。

福特公司2016年才開(kāi)始引進(jìn)量子計(jì)算能力，由福特CTO Ken Washington及其帶領(lǐng)的前沿技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)。Washington說(shuō)， “我們已經(jīng)能做一些量子計(jì)算方面的事情，但是還不夠。要做得更好還需要再多招納一些有才華的人。”于是今年七月福特做了兩件事，從威斯康星大學(xué)麥迪遜分校招聘了Ghosh，以及和NASA簽署了協(xié)議。

“我們認(rèn)為和NASA合作會(huì)是福特在量子計(jì)算應(yīng)用方面的一次飛躍，即不需通過(guò)大量投資就能知道如何在量子計(jì)算的框架內(nèi)思考及解決問(wèn)題?！比A盛頓表示，“對(duì)福特來(lái)說(shuō)，最重要的并不是得以接觸硬件，而是能學(xué)會(huì)如何解決問(wèn)題?！?