นิสสัน–Quemix จำลองอากาศพลศาสตร์รถยนต์ด้วย Quantum Algorithm สำเร็จครั้งแรกของโลก

นิสสัน มอเตอร์ และ Quemix Inc. ประสบความสำเร็จในการนำ Quantum Algorithm มาใช้จำลองอากาศพลศาสตร์สำหรับยานยนต์เป็นครั้งแรกของโลก พร้อมยืนยันว่าผลลัพธ์มีความแม่นยำเทียบเท่าวิธีคำนวณแบบดั้งเดิม

เทคโนโลยีดังกล่าวมีศักยภาพช่วยลดเวลาวิเคราะห์จากประมาณ 1 วัน เหลือเพียงไม่กี่นาที ซึ่งอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการออกแบบและพัฒนารถยนต์ในอนาคต

นิสสันประกาศความสำเร็จของงานวิจัยเมื่อวันที่ 10 มิถุนายน 2569 ณ เมืองโยโกฮามา ประเทศญี่ปุ่น โดยเป็นความร่วมมือกับ Quemix บริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติญี่ปุ่นที่เชี่ยวชาญด้านการวิจัยและพัฒนา Quantum Computing

นิสสันและ Quemix พัฒนาเทคโนโลยีอะไร

ทั้งสองบริษัทพัฒนาอัลกอริทึมแบบ Hybrid Quantum-Classical เพื่อใช้วิเคราะห์พลศาสตร์ของไหลและการไหลของอากาศรอบตัวรถยนต์

ระบบดังกล่าวแบ่งหน้าที่การคำนวณระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัมกับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม โดยคอมพิวเตอร์ควอนตัมรับหน้าที่ประมวลผลหลัก ขณะที่คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมช่วยสนับสนุนการคำนวณในส่วนที่เกี่ยวข้อง

แนวทางนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม และทำให้สามารถจำลองการไหลของอากาศรอบรูปทรงรถที่มีความซับซ้อนได้

ผลการจำลองมีความแม่นยำเพียงใด

จากการทดสอบ อัลกอริทึมสามารถจำลองพฤติกรรมการไหลของอากาศและบริเวณกระแสวนด้านท้ายรูปทรงรถได้อย่างชัดเจน

เมื่อนำผลลัพธ์จากระบบควอนตัมมาเปรียบเทียบกับการคำนวณแบบ Classical พบว่าสามารถแสดงพฤติกรรมด้านอากาศพลศาสตร์ได้ด้วยความแม่นยำในระดับเทียบเท่ากัน

ภาพผลการทดสอบแสดงการเปรียบเทียบการไหลของอากาศในหลายช่วงเวลา โดยใช้ระดับสีตั้งแต่สีน้ำเงิน ซึ่งหมายถึงความเร็วต่ำ ไปจนถึงสีแดง ซึ่งหมายถึงความเร็วสูง พร้อมเส้นสตรีมไลน์ที่แสดงทิศทางการไหลของอากาศ

Quantum Algorithm ช่วยลดเวลาคำนวณได้อย่างไร

การวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์ของรถยนต์ต้องประมวลผลข้อมูลจำนวนมาก โดยเฉพาะเมื่อต้องจำลองรูปทรงที่ซับซ้อนหรือรายละเอียดการไหลของอากาศหลายตำแหน่ง

นิสสันและ Quemix ระบุว่า เทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นมีศักยภาพลดเวลาคำนวณจากประมาณ 1 วัน เหลือเพียงไม่กี่นาที

หากนำไปใช้งานจริง เทคโนโลยีนี้อาจช่วยให้วิศวกรทดลองรูปทรงรถได้รวดเร็วขึ้น และสามารถปรับแก้การออกแบบได้หลายครั้งภายในระยะเวลาที่สั้นลง

แก้ข้อจำกัดของการวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์แบบเดิม

ปัจจุบัน งานวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์มักใช้วิธีคำนวณ เช่น Lattice Boltzmann Method หรือ LBM เพื่อจำลองการไหลของของไหลรอบตัวรถ

อย่างไรก็ตาม การประมวลผลด้วยวิธีดังกล่าวอาจใช้เวลานาน โดยเฉพาะเมื่อเพิ่มความละเอียดของแบบจำลองหรือจำลองรูปทรงที่ซับซ้อน

ขณะเดียวกัน การนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาใช้งานยังมีข้อจำกัด เพราะวิธีคำนวณแบบเดิมไม่สามารถนำมาใช้บนระบบควอนตัมได้โดยตรง

งานวิจัยครั้งนี้จึงเป็นอีกแนวทางที่ช่วยลดข้อจำกัดดังกล่าว ด้วยการออกแบบอัลกอริทึมใหม่ให้เหมาะกับการทำงานร่วมกันของระบบควอนตัมและคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม

อากาศพลศาสตร์สำคัญต่อการพัฒนารถยนต์อย่างไร

การจัดการการไหลของอากาศรอบตัวรถเป็นปัจจัยสำคัญต่อทั้งสมรรถนะ ความประหยัดพลังงาน เสถียรภาพ และเสียงรบกวนจากลม

โดยเฉพาะรถยนต์ไฟฟ้า การลดแรงต้านอากาศสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและสนับสนุนระยะทางขับขี่ได้

การวิเคราะห์ที่รวดเร็วขึ้นจึงอาจช่วยให้ผู้ผลิตรถยนต์พัฒนารูปทรงตัวถังได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมลดเวลาในขั้นตอนการทดลองและปรับแก้การออกแบบ

นิสสันขยายการใช้ Quantum Computing ในหลายด้าน

นอกเหนือจากการวิเคราะห์พลศาสตร์ของไหล นิสสันยังศึกษาการนำ Quantum Computing ไปใช้ในงานด้านอื่น เช่น

• การพัฒนาวัสดุ

• การให้บริการด้านโมบิลิตี้

• การเพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการพลังงานสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า

• การประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูลในกระบวนการพัฒนายานยนต์

งานวิจัยครั้งนี้สะท้อนให้เห็นว่า Quantum Computing อาจนำมาประยุกต์ใช้กับงานวิศวกรรมที่มีความซับซ้อนสูงได้มากขึ้นในอนาคต

นิสสันและ Quemix ยื่นจดสิทธิบัตรแล้ว

นิสสันและ Quemix ได้ร่วมกันยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับผลงานวิจัยดังกล่าวเรียบร้อยแล้ว

ขั้นตอนต่อไปคือการพัฒนาเทคโนโลยีให้สามารถนำไปใช้จำลองอากาศพลศาสตร์ในกระบวนการทำงานจริง พร้อมขยายขอบเขตการประยุกต์ใช้ในกระบวนการพัฒนายานยนต์

ทั้งสองบริษัทตั้งเป้ายกระดับประสิทธิภาพการคำนวณ ลดระยะเวลาการพัฒนา และสนับสนุนการสร้างนวัตกรรมยานยนต์ในอนาคตอย่างต่อเนื่อง

ผู้สนใจสามารถติดตามข้อมูลข่าวสาร ความเคลื่อนไหว และรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับนิสสันได้ผ่านช่องทางออนไลน์อย่างเป็นทางการ ได้แก่ เว็บไซต์ www.nissan.co.th