El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) y Atom Computing han presentado una aplicación de código abierto que ofrece la posibilidad de crear un vínculo entre las computadoras cuánticas con la red eléctrica, permitiendo a los investigadores realizar experimentos quantum-in-the-loop. Quantum in-the-loop podría ser un próximo paso importante para utilizar la computación cuántica para optimizar las operaciones de la red eléctrica con la interconexión de recursos de energía distribuidos cada vez más complejos.
Gracias a la investigación sobre sistemas de energía integrados (ARIES) de NREL, los investigadores pueden ejecutar cuántica en el circuito dentro de sistemas de energía altamente realistas. Quantum in-the-loop es especialmente útil con ARIES, donde se une a otras tecnologías en el circuito, como recursos comerciales de energía renovable, controladores de sistemas, emulaciones impulsadas por supercomputadoras, sensores y equipos de subestaciones.
Interfaz de código abierto
El equipo de investigación ha presentado con éxito su interfaz de código abierto utilizando una pila de simuladores de red en tiempo real RTDS y la pila de soluciones de Atom Computing, que aprovecha su tecnología de computación cuántica de matriz atómica. Esta combinación ha dado como resultado una tecnología de computación cuántica que se integra en una plataforma de investigación de redes eléctricas dinámicas, lo que abre nuevos horizontes en la validación de redes y hardware.
Al modelar la red, cada vehículo eléctrico, electrodoméstico o sensor es una variable potencial. Sus datos interactúan y coevolucionan de maneras tan enrevesadas que incluso una consulta sobre la potencia disponible de la red se vuelve computacionalmente difícil. La nueva interfaz simplifica el proceso de traducir los problemas de optimización en variables cuánticas y facilita la comunicación desde las computadoras cuánticas hasta las simulaciones de sistemas de potencia. La interfaz ayudará a los científicos a clasificar los tipos de problemas que pueden resolver las computadoras cuánticas y evaluarlos en experimentos en vivo.
Por su parte, la física cuántica ofrece una forma de computación funcionalmente diferente y, en algunos casos, más rápida. Con los logros técnicos recientes de compañías como Atom Computing, los algoritmos cuánticos se están probando en aplicaciones reales y los sistemas de energía se encuentran entre las áreas más atractivas.
Demostración de la interfaz
Para la demostración, NREL proporcionó nueve simuladores digitales en tiempo real, que se comunicaban a través de la red ESnet con el emulador cuántico de Atom Computing y con Phoenix, su sistema prototipo. Uniendo los dos sitios estaba la interfaz recientemente desarrollada: un software para interpretar, convertir y transmitir datos desde cada extremo en tiempo real.
Además de ser independiente de la tecnología para las plataformas de computación cuántica, la interfaz es compatible con todas las plataformas de simulación digital en tiempo real. Los usuarios pueden interactuar con el software a través de navegadores web y una interfaz fácil de usar para establecer los valores de optimización deseados, ajustar los algoritmos cuánticos y recuperar mediciones de qubit.