Inženýři z výzkumného centra americké armády přišli s inovativním řešením pro prevenci lesních požárů. Využívají sílu kvantových výpočtů k optimalizaci rozmístění takzvaných protipožárních pásů.

Jak kvantová síla pomáhá v boji proti lesním požárům

Vytváření protipožárních pásů, tedy oblastí s odstraněnou nebo upravenou vegetací, je jedním z klíčových nástrojů pro zpomalení nebo zastavení šíření lesních požárů. Jejich správné umístění je však komplexní problém. Jak uvedl Samuel Dent, výzkumný matematik z Výzkumného a vývojového centra ženijních vojsk americké armády (ERDC), tradiční postupy se silně opírají o osobní zkušenosti profesionálů pracujících v dané lokalitě. Tým z ERDC se proto rozhodl k problému přistoupit systematičtěji a využít matematickou optimalizaci k nalezení nejefektivnějších řešení.

Pro analýzu lesních oblastí a určení ideálního umístění protipožárních pásů vědci adaptovali techniky modelování oddělování sítí, které se v principu podobají metodám používaným například v epidemiologii pro sledování šíření nemocí. Lesní oblasti převedli do podoby matematické sítě, kde jednotlivé shluky stromů představovaly uzly (celkem 1 492 v testovacím modelu) a potenciální cesty šíření ohně mezi nimi pak hrany (4 637).

Do modelu zahrnuli i data o maximální vzdálenosti přenosu jisker a oharků, tedy jak daleko může vítr zanést žhavé částice a založit nový požár. Výpočty pro nalezení optimálního rozdělení sítě pak prováděli pomocí kvantového počítače od společnosti D-Wave. Inovací bylo podle Denta i umožnění téměř stejného, nikoli nutně přesně stejného rozdělení oblastí, což otevřelo více možností pro umístění pásů při zachování ochranné funkce.

Svůj kvantově asistovaný přístup tým otestoval na zalesněné oblasti poblíž Santa Cruz v Kalifornii a porovnal jeho výsledky s konvenční technikou vytváření protipožárních pásů podél horských hřebenů. Kvantový přístup se ukázal jako pozoruhodně efektivní. Dosahoval lepších výsledků než tradiční metody, ať už byl systém nastaven tak, aby minimalizoval využití zdrojů (tedy plochu potřebnou pro pásy), nebo aby maximalizoval ochranné pokrytí lesa. Ve scénářích využívajících 190 akrů pro protipožární pásy kvantové řešení konzistentně překonávalo tradiční metody v metrikách ochrany lesa. Systém navíc umožňuje flexibilní nastavení rovnováhy mezi minimalizací plochy pásů a zachováním optimální ochrany.

Obrázek: Pexels

Zdroj: iotworldtoday.com

Zdroj: B2B NETWORK NEWS