Resumo interno:
- A IE.ON está trabalhando para resolver a complexidade da rede energética usando a computação quântica com a IBM para enfrentar os desafios colocados pelas fontes de energia renováveis e suas mudanças nos padrões de consumo.
- Algoritmos quânticos desenvolvidos pela E.ON e IBM calculam os custos de energia sob diversas condições climáticas, usando Qiskit e circuitos adaptativos para otimizar preços de energia e decisões de hedge.
- Os avanços da IBM na computação quântica permitem lidar com problemas complexos e de grande escala, com a esperança de alcançar a computação quântica até 2029.
- A IE.ON aconselha a adoção antecipada de tecnologias quânticas para capturar os frutos mais fáceis de alcançar e construir conjuntos de talentos, garantindo a prontidão para vantagens competitivas à medida que as tecnologias quânticas amadurecem.
À medida que países de todo o mundo consideram como fazer a transição para um futuro de energia renovável, o panorama da gestão energética torna-se cada vez mais complexo. A IE.ON, uma das maiores empresas da Europa, serve 47 milhões de clientes em 17 países, utilizando uma rede energética de 1,6 milhões de quilómetros para garantir que casas, hospitais, fábricas e sistemas de transporte permaneçam operacionais.
No meio da transição para sistemas solares, eólicos e elétricos, a empresa enfrenta desafios sem precedentes. Modelos mais antigos de oferta e procura estáveis deram lugar a uma rede mais flexível e menos previsível. Para resolver isso, a E.ON recorreu à computação quântica, conforme descrito na pesquisa recente da IBM Quantum.
Transformação da rede elétrica
A missão da E.ON de garantir uma distribuição de energia fiável envolve agora a gestão da variabilidade tanto na oferta como na procura. As fontes de energia renováveis, como a solar e a eólica, introduzem um elemento de incerteza, enquanto os veículos eléctricos e os sistemas inteligentes acrescentam outra camada de complexidade aos padrões de consumo.
Como o Dr. Giorgio Cortiana, Chefe de Dados e IA da E.ON, afirmou: “Estamos nos tornando uma empresa digital. A tecnologia de dados será essencial para nos ajudar a compreender melhor as complexidades destes sistemas.” Os desafios de aquisição e preços agravam esta dificuldade, uma vez que a E.ON tem de obter energia antes de esta poder ser utilizada, muitas vezes dependendo de cortes de energia para colmatar qualquer incompatibilidade entre a oferta e a procura.
As simulações tradicionais de Monte Carlo – modelos matemáticos para prever resultados sob incerteza – são utilizadas para navegar neste espectro de preços, uma vez que podem ter em conta factores variáveis, como condições meteorológicas e padrões de utilização. No entanto, estes métodos antigos lutam com as muitas variáveis inter-relacionadas que definem os sistemas energéticos modernos.
As técnicas quânticas vêm à mente aqui como uma solução possível, uma vez que as propriedades quânticas dos computadores, como a superposição, os tornam adequados para resolver problemas complexos e de alta dimensão. Isto permite-lhes descobrir padrões e relações entre variáveis interligadas de uma forma que ultrapassa as soluções clássicas.
De acordo com o Dr. Piergiacomo Sabino, especialista em risco quantitativo da E.ON, “Isso exige que sejamos inteligentes e olhemos para frente, pois ainda temos anos pela frente. As alterações climáticas e os eventos do cisne negro devem fazer parte do nosso modelo.” Para superar as limitações da computação clássica, a E.ON fez parceria com a IBM para explorar soluções quânticas.
Soluções Quânticas de Valores Energéticos
Na área dos preços da energia, onde variáveis como o clima, o consumo e a oferta mudam de forma imprevisível, a complexidade excede frequentemente os cálculos clássicos. É aí que entra a computação quântica – uma ferramenta poderosa para determinar esses sistemas complexos. Com algoritmos quânticos, a E.ON e a IBM estão a trabalhar para resolver um dos maiores enigmas da indústria: prever os custos de energia sob condições em constante mudança.
Um desses algoritmos calcula o custo do fornecimento de energia a taxas constantes sob condições climáticas variadas. Isso requer o uso iterativo de um algoritmo para informar decisões de segurança. A equipe usou o software Qiskit da IBM, um kit de ferramentas de programação quântica, para fazer isso. Versões anteriores do algoritmo foram adaptadas para rodar no computador quântico de 27 qubits da IBM usando um recurso chamado circuitos dinâmicos. Essa capacidade permitiu que o problema fosse dividido em partes gerenciáveis para cálculo.
“Usar o Qiskit para este projeto não foi uma tarefa fácil”, disse o Dr. Corey O'Meara, Cientista Quântico Chefe da E.ON. “É muito bom e muito progressivo.” Este trabalho destaca os rápidos avanços na tecnologia de computação quântica, que abre caminho para aplicações práticas.
A Teoria da Utilidade Quântica
As ambições quânticas da E.ON vão além da prova de conceito. Com pesquisas como essa, a empresa está trabalhando ativamente para alcançar aplicações quânticas. Conforme observado no estudo, os avanços da IBM na correção de erros dão à empresa esperança de que os computadores quânticos atingirão esse marco até 2029.
Para a E.ON, isto representa uma oportunidade para rever os modelos de preços de energia, proporcionando novas eficiências e vantagens competitivas. Dr. Cortiana aconselha outras organizações a “se exporem aos próximos anos e imaginarem as condições em que os conhecimentos de informática irão desaparecer. Pergunte onde a quantum pode ajudar.”
Da teoria à utilidade
Embora demonstrações como estas dêem crédito à afirmação de que a computação quântica é promissora para aplicações práticas, a sua integração nos processos empresariais ainda é muito limitada. A colaboração da E.ON com a IBM é uma prova da importância da colaboração entre a indústria e as instituições de investigação para desenvolver a tecnologia quântica.
Como o Dr. O'Meara explicou: “Acho que trabalhar em escala de utilidade é a próxima coisa que precisa acontecer em todo o campo da computação quântica. As pessoas têm feito modelos de brinquedos e pequenas provas de conceito com alguns qubits. Isso vai mudar.”
