Laboratório da NASA usa o Microsoft Azure Quantum para gerenciar a comunicação com as missões espaciais

Ana Silva
Ana Silva
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Laboratório da NASA usa o Microsoft Azure Quantum para gerenciar a comunicação com as missões espaciais

O Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA recorreu ao Azure Quantum para explorar maneiras de se comunicar de forma mais eficiente com as naves que estão explorando nosso sistema solar e além. O JPL se comunica com as missões espaciais através da Deep Space Network (DSN), uma rede global de grandes antenas de rádio localizadas na Califórnia, na Espanha e na Austrália, que permite a comunicação constante com as naves à medida que a Terra gira.

Os pedidos de agendamento para usar as antenas DSN das missões espaciais vêm com um grande número de restrições e exigem recursos intensivos de computação. Todas as missões requerem acesso para comunicação chave, resultando em várias centenas de solicitações semanais conforme cada nave espacial entra em visibilidade com a antena. Missões espaciais recentes, como a Mars 2020 Perseverance Rover e o Telescópio Espacial James Webb também exigem operações de dados de maior fidelidade, que aumentam significativamente a carga na rede DSN.

Para problemas altamente complexos e multivariados como este, os algoritmos de otimização inspirados em Quantum, baseados em aprendizados e avanços de nossas pesquisas em tecnologia quântica e implementados em algoritmos clássicos, fornecem uma vantagem fundamental sobre os algoritmos tradicionais de otimização. A equipe do Azure Quantum desenvolveu uma solução para uma versão do problema de agendamento do JPL com um conjunto de recursos limitado, visando atender a um conjunto mais amplo de requisitos. O objetivo é reduzir a necessidade de longas negociações e acelerar o processo global.

No início do projeto, a equipe da Microsoft registrou tempos de execução de duas horas ou mais para produzir um agendamento. Aplicando algoritmos de otimização do Azure Quantum, a equipe da Microsoft reduziu o tempo necessário para 16 minutos, e uma solução personalizada reduziu-o para cerca de dois minutos. Os agendamentos que são produzidos em minutos, e não horas, não só permitem que o JPL crie muitos agendamentos simultâneos, mas também permitem que a organização seja mais ágil à medida que as missões e demandas aumentam.

Embora este problema de agendamento da rede DSN do JPL e da NASA possa parecer algo incomum para a grande maioria, o agendamento na verdade é um dos desafios mais comuns em todos os segmentos. Trata-se de um problema de agendamento de trabalhos, onde os trabalhos são atribuídos aos recursos da forma mais eficiente possível. Esses desafios são comumente encontrados nas cadeias de suprimentos, na área da saúde, de transportes e logística.

Saiba mais sobre como resolver esses tipos de problemas em nosso módulo do MS Learn, “Resolvendo um problema de otimização de agendamento de trabalhos usando o Azure Quantum”. Descubra também como você pode aproveitar os poderosos recursos de otimização inspirados em quantum com o Azure Quantum, o primeiro ecossistema de nuvem pública ;do mundo para soluções quânticas. Saiba mais sobre como a equipe do Azure Quantum trabalha com clientes e parceiros para resolver alguns dos desafios computacionais mais complexos do mundo.



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