今年の初め、私たちはPort of Los AngelesのPier 300における物流最適化プログラムについて報告しました。これはSavantXとFenix Marine Servicesのチームによって達成されたもので、米国最大級の海洋ターミナルの一つであるPort of Los AngelesのPier 300コンテナターミナルプロジェクトにおける物流を最適化するものでした。埠頭では、輸送コンテナが船から荷下ろしされ、その後の引き取りのために一時的に保管ヤードに置かれます。その後、トラックが個々の荷物を引き取りに来ると、RTG（Rubber Tire Gantry）と呼ばれる大型の移動式クレーンがコンテナの場所まで移動し、それを持ち上げてトラックに載せます。問題は、このプロセスでボトルネックが発生する可能性があり、RTGの過剰な移動が発生したり、トラックがコンテナを受け取るまでに長い待ち時間が発生したりすることでした。
チームはSavantXのHONE（Hyper Optimization Nodal Efficiency）と呼ばれるプログラムを使用しました。これはD-Wave量子アニーラ上で最適化アルゴリズムを利用するもので、彼らは現在、どの指標かによって以下のチャートに示すように30%から60%の範囲の改善を報告しています。これらの改善は数百万ドルの価値があります。
私たちは量子企業がエンドユーザーと協力しているという多くの発表を見てきましたが、さらに詳しく調べると、それらのほぼすべてが研究または概念実証の段階にあり、定期的な本格運用には至っていないことがわかります。企業が量子コンピューティングの使用に可能性があることを示すために実験を行うこともありますが、結局それを本格運用に移すことはありません。私たちは昨年、量子アプリケーションを本格運用に移すために必要な課題のいくつかを説明する「最後の1マイルが最も困難かもしれない」というタイトルの記事を書きました。
そこで私たちはSavantXのチームにインタビューを行い、状況とこの特定のアプリケーションが完全な本格運用段階にあるかどうかを理解することにしました。私たちは多くのことを学びました。まず、チームがこのプロジェクトに3年間取り組んでいることがわかりました。最初の18か月は初期実装をまとめるのに費やされ、次の18か月は実装の最適化に費やされました。また、このアプリケーションが実際に完全な本格運用段階にあることもわかりました。このアプリケーションは物流を継続的に最適化しており、1日2シフトで約10秒ごとにD-Waveアニーラを呼び出しています。また、D-Waveシステムの信頼性は非常に高く、ダウンタイムの問題はほとんど経験していないとのことでした。
しかし、これらの改善は単に古典的な最適化プログラムから量子プログラムに切り替えるだけの問題ではなかったことも学びました。チームは埠頭での操作のデジタルツインを構築し、物流を完全に理解し、どの指標が最も重要かを把握し、どれが最も効果的かを確認するためにさまざまなアルゴリズムを実験することに多くの労力を費やしました。例えば、トラックが荷物を引き取るために列に並んで待っているとき、コンテナを引き取るためにFIFO順序を使用することが最善の方法ではないことがわかりました。多くの場合、列の3番目または4番目のトラックを先に行かせる方が良い可能性があります。なぜなら、それがRTGクレーンの移動を最小限に抑えるからです。RTGの1日あたりの総移動量は、彼らが発見した主要な指標の一つでした。別のケースでは、到着した船を荷下ろしする際、その船からのすべてのコンテナを保管ヤードの同じエリアに置くことが最善ではないことがわかりました。これは、コンテナを引き取りに来る多くのトラックが、荷物を引き取るために同時に同じエリアに入りたがるため、ボトルネックを生み出すからです。チームはその後、特定の船からのコンテナの配置を保管ヤード内の多くのエリアに分散させるアルゴリズムに切り替えました。これにより、複数のトラックが荷物を引き取る際に並列で処理できるようになりました。
そこで疑問が生じます。量子コンピューティングの使用が改善を達成する上での主要な要因だったのでしょうか？おそらくそうではありません。私たちは、これらの改善の主要な要因は、デジタルツインの作成、アルゴリズムの最適化、そしてプロセスを港の運用担当者が使用する手順に統合する作業だったと考えています。チームは古典的な最適化プログラムを使用して同じ結果を達成できたでしょうか？おそらく可能です。チームは、存在するすべての最新の古典的最適化ソリューションの徹底的な分析は行いませんでした。しかし、彼らはD-Waveアニーリングソリューションを選択しました。なぜなら、それに最も精通しており、ニーズに対して良い仕事をしてくれたからです。
量子プロバイダーにとっての教訓は、最高の古典的アルゴリズムに対する絶対的な量子優位性を持つことが、本格運用による収益を得るための絶対的な要件ではない場合があるということかもしれません。しかし、エンドユーザーが量子ソリューションを簡単に使用できるようにすることで、十分に優れている限り、古典的なものよりもビジネスを獲得できる可能性があります。そして、エンドユーザーにとっての教訓は、他の変更を加えずに単にソリューションを古典的なものから量子的なものに移行するだけでは十分ではない可能性があるということです。量子が使用される可能性のあるさまざまな問題を検討する際には、主題の専門家と協力し、量子技術の利用から望ましい結果を得るために量子がシステム全体にどのように適合するかを把握することが不可欠です。
このプロジェクトに関する追加情報を提供する優れたドキュメントとホワイトペーパーがいくつかあり、興味のある読者にお勧めできます。D-Waveはケーススタディを公開しており、それはウェブサイトで見つけることができます。SavantXは14ページのホワイトペーパーを公開したばかりで、LinkedInに投稿されています。HONEソフトウェアのウェブページはSavantXのウェブページで利用できます。また、D-WaveとSavantXは2022年5月にこのプロジェクトに関するウェビナーを主催し、その録画はYouTubeで見ることができます。
2022年11月26日
