This post is also available in:
English (אנגלית)
תכנון מדחף יעיל לרחפן דורש הרבה יותר מבחירה בקוטר המתאים או במספר הלהבים. שינויים קטנים בגיאומטריית הלהב יכולים להשפיע על הדחף, הגרר, החוזק המבני, משך הטיסה ויכולת נשיאת המטען. כאשר קיימים אלפי שילובים אפשריים, מהנדסים נאלצים לעיתים להגביל את מספר התכנונים שהם בוחנים בסימולציה, משום ששיטות אופטימיזציה מסורתיות עשויות להימשך ימים עד לקבלת תוצאה שימושית.
יצרנית הרחפנים Modovolo משתמשת בפלטפורמת סימולציה בהשראת מחשוב קוונטי כדי להאיץ את התהליך. החברה שילבה את תוכנת BQPhy של חברת BQP בתהליך הפיתוח שלה, וכך מאפשרת למהנדסים לבחון עשרות אלפי תצורות אפשריות של מדחפים באמצעות מחשבים עתירי ביצועים ומעבדים גרפיים שכבר נמצאים בשימוש כיום.
למרות שמה, המערכת אינה דורשת מחשב קוונטי. פותר הבעיות QuantumNOW של התוכנה משתמש באלגוריתמים המבוססים על עקרונות מעולם המחשוב הקוונטי, אך מריץ אותם על חומרת מחשוב קונבנציונלית. המטרה היא לסרוק מרחבי תכנון הנדסיים גדולים בצורה יעילה יותר, וכך לצמצם את משאבי המחשוב ואת הזמן הדרושים להשוואה בין פתרונות אפשריים.
במקרה של מדחפי רחפנים, מרחב האפשרויות עשוי להיות מורכב במיוחד. צורת הלהב, הזווית והמבנה שלו משתנים לאורך הדרך ממרכז המדחף ועד לקצהו, וכל שינוי משפיע הן על הביצועים האווירודינמיים והן על המאמצים המכניים המופעלים עליו. כתוצאה מכך, שיטות אופטימיזציה מסורתיות מחייבות את המהנדסים לבחון מספר עצום של משתנים המשפיעים זה על זה לפני שניתן להגיע לתכנון מעשי.
החברה כבר השתמשה באלגוריתמים גנטיים, המחקים את תהליך הברירה הטבעית באמצעות יצירה והשוואה חוזרת של תכנונים שונים. עם זאת, לדבריה, החישובים הללו עשויים להימשך ימים על גבי שרתים מקומיים ולעיתים להתכנס ל"מינימום מקומי", שהוא פתרון שנראה אופטימלי ביחס לאפשרויות הקרובות אליו, אך אינו בהכרח הפתרון הטוב ביותר בכל מרחב האפשרויות.
על פי דיווח של Interesting Engineering, התוכנה החדשה מאפשרת למהנדסים להרחיב משמעותית את החיפוש ולבחון מספר גדול בהרבה של שילובים לפני בחירת הדגמים שיועברו לייצור. תוצאות התהליך כבר יושמו במדחפים מודפסים בתלת-ממד של החברה, הנמצאים בתהליך רישום פטנט. לדברי החברה, השימוש בהם הביא לשיפור במשך הטיסה וביכולת נשיאת המטען של הרחפנים, אם כי נתוני ביצועים מדויקים לא פורסמו.
לטכנולוגיה עשויה להיות חשיבות גם בתחום הביטחון. מפתחי כלי טיס בלתי מאוישים צבאיים נדרשים באופן מתמיד להגדיל את משך השהייה באוויר, את כושר נשיאת המטען ואת היעילות, תוך שמירה על עלויות נמוכות מספיק לייצור ולפריסה בהיקף רחב. סימולציות מהירות יותר עשויות לאפשר למהנדסים לבצע אופטימיזציה של מדחפים, גופי כלי טיס ורכיבים נוספים בזמן קצר יותר, ובכך לקצר את הדרך בין זיהוי צורך מבצעי לבין ייצור חומרה משופרת.
באופן רחב יותר, הנדסה בהשראת מחשוב קוונטי מדגימה כיצד ניתן להפיק תועלת מעשית מחלק מהרעיונות המזוהים עם מחשוב קוונטי, מבלי להמתין להבשלתם של מחשבים קוונטיים. מכיוון שהתוכנה פועלת על תשתיות מחשוב שכבר זמינות ליצרנים, ניתן לשלב אותה בתהליכי הפיתוח הקיימים ללא צורך בחומרה קוונטית ייעודית.
עבור תעשיית הרחפנים, היתרון המיידי ברור: מהנדסים יכולים לבחון מספר גדול בהרבה של אפשרויות לפני שהם עוברים משלב התכנון לייצור בפועל. ככל שכלי טיס בלתי מאוישים הופכים למותאמים יותר למשימות ייעודיות, כלים המסוגלים לבחון במהירות אלפי תצורות עשויים לסייע ליצרנים לשפר ביצועים מבלי להגדיל באותו יחס את זמני הפיתוח ואת העלויות.
