Azure Quantum s'attaque à la planification des tâches dans l'espace lointain

janvier 28, 2022 Par admin 0
Azure Quantum s'attaque à la planification des tâches dans l'espace lointain

Avez-vous manqué une session du Sommet sur l'avenir du travail? Rendez-vous sur notre bibliothèque à la demande Future of Work Summit pour diffuser.


L'équipe quantique de Microsoft affirme avoir développé un solveur d'optimisation pour résoudre les problèmes de planification urgents du type espace lointain. Le solveur, qui s'exécute sur le service cloud Azure Quantum, montre comment les programmeurs peuvent adapter les techniques de la recherche en informatique quantique pour qu'elles fonctionnent aujourd'hui sur des systèmes informatiques classiques, ont déclaré ses créateurs. Microsoft le marque comme faisant partie de sa « Solution d'optimisation inspirée par Quantum ».

« Le matériel quantique n'est pas encore disponible à l'échelle nécessaire pour résoudre réellement les problèmes du monde réel. Mais les ordinateurs classiques le sont », a déclaré Anita Ramanan, ingénieur logiciel senior d'Azure Quantum chez Microsoft. « Nous pouvons développer des algorithmes que nous appelons « d'inspiration quantique » qui émulent des processus physiques comme l'effet tunnel quantique, par exemple, pour aborder certains scénarios d'optimisation. »

Des solveurs comme ceux-ci peuvent s'exécuter sur le cloud Azure Quantum sur une variété de matériels classiques, tels que les processeurs, les GPU et les FPGA. Les scénarios qu'ils cherchent à résoudre incluent des problèmes d'optimisation multivariée où l'espace du problème est, disons, profond.

Ce n'est pas un problème simple que le planificateur de tâches du réseau spatial profond cherche à résoudre. La planification des communications avec des missions telles que Mars 2020 Perseverance Rover, le télescope spatial James Webb et d'autres, met à rude épreuve le réseau spatial profond (DSN) utilisé pour les communications de données.

« Il y a en fait plus de demandes de communication dans une semaine donnée qu'il n'y a de créneaux pour répondre à ces demandes. C'est un service très, très sursouscrit », a déclaré Ramanan dans une interview avec VentureBeat.

Les variables sont complexes. Les communications sont gérées par des stations d'antenne – situées en Espagne, en Californie et en Australie – qui triangulent la Terre. Ces liens peuvent être bloqués par la courbure de notre planète lors de sa rotation. Ainsi, les horaires doivent soigneusement correspondre au mouvement de notre planète. Variable également : les temps de parcours des signaux des antennes radio vers les sondes spatiales lointaines.

La tâche de planification pour les travailleurs du Jet Propulsion Lab qui gèrent le DSN a été difficile depuis sa création au début des années 1960. Aujourd'hui, les charges de données ne font qu'augmenter, les solveurs de planification deviennent donc de plus en plus critiques.

Azure Quantum et la planification des tâches

Cette classe de solveurs a une utilisation potentielle dans de nombreux contextes nécessitant une planification avancée de l'atelier, a noté Ramanan. Le personnel de santé en est un, la chaîne d'approvisionnement et la planification logistique en sont d'autres. Comme nous le rappellent quotidiennement les gros titres de l'actualité sur la pandémie de COVID-19, les problèmes de planification et d'optimisation dans ces domaines sont devenus aigus à l'échelle locale et mondiale. être utilisé pour un large éventail de problèmes – allant de la gestion de portefeuille financier et de la gestion de base à la logistique, la gestion de flotte et le diagnostic des pannes de circuit », a-t-elle déclaré.

Le travail de Microsoft sur l'optimisation des communications des missions spatiales a été effectué sur un ensemble limité de fonctionnalités, comme décrit sur son blog Microsoft Azure Quantum. Au départ, l'équipe Azure Quantum a mesuré des durées d'exécution de deux heures ou plus pour produire un calendrier. En appliquant des algorithmes d'optimisation d'inspiration quantique, le temps a été réduit à 16 minutes.

Certaines personnalisations – par exemple, le code adapté aux processeurs sous-jacents – ont réduit le temps de production d'un calendrier à environ deux minutes. Un objectif futur est d'intégrer un ensemble plus large d'exigences.


L'espace est le lieu de l'optimisation

The Deep Space Network Le projet s'est avéré un bon terrain d'essai pour Azure Quantum, selon Ramanan. C'est un bon exemple de la façon dont le service cloud peut résoudre des problèmes à grande échelle, a-t-elle déclaré.

Pourtant, une partie de cela a été rendue possible par des outils quotidiens courants – pensez à Python exécuté sur le cloud. Néanmoins, des efforts importants ont été déployés pour résoudre ce que Ramanan a appelé « l'un des plus gros problèmes que nous ayons vus ».

« C'était un défi intéressant de le mettre en place et de le faire fonctionner efficacement sur le service Quantum Inspired Optimization », a-t-elle déclaré. « Cela nous a permis d'améliorer le service pour les futurs clients. »

Il y avait d'autres atouts, bien sûr, le facteur cool est élevé.

« C'était vraiment, vraiment cool de travailler avec JPL aussi », a ajouté Ramanan, qui – comme plus que quelques-uns d'entre nous – admet avoir voulu être enfant un astronaute.

La mission de VentureBeat est d'être une place publique numérique pour les décideurs techniques afin d'acquérir des connaissances sur la technologie d'entreprise transformatrice et traiter. Apprendre encore plus