ABD Ordusu mühendisleri, yangının yayılmasını önlemeye yardımcı olan arazi alanlarını işleyerek yakıt kesintilerinin yerleşimini optimize etmek için kuantum hesaplamayı uygulayarak orman yangını önlemeye yönelik yenilikçi bir yaklaşım geliştirdiler. ABD Ordusu Mühendis Araştırma ve Geliştirme Merkezi’nde araştırma matematikçisi olan Samuel Dent tarafından yönetilen araştırma, geleneksel yöntemlere göre önemli iyileştirmeler gösterdi.
Orman yangını önleme için yeni hesaplama
Dent: “Bu yakıt kesintilerini yerleştirmek için kullanılan geleneksel yöntemler, bölgede çalışan profesyonellerin kişisel deneyimlerine büyük ölçüde dayanmaktadır. Bunu daha resmi bir şekilde ele almak istedik ve bize daha bilinçli kararlar vermek için optimizasyonu kullandık” dedi.
Ekip, ormanlık alanları analiz etmek ve optimum yakıt kesintisi yerleşimini belirlemek için epidemiyolojide kullanılanlara benzer ağ ayırma modelleme tekniklerini uyarladı. D-Wave’in kuantum hesaplama platformunu kullanarak, yaklaşımlarını Kaliforniya, Santa Cruz yakınlarındaki ormanlık bir bölgede test ettiler ve sonuçları geleneksel sırt çizgisi teknikleriyle karşılaştırdılar.
Kuantum destekli yaklaşım, kaynak kullanımını en aza indirmek veya koruma kapsamını en üst düzeye çıkarmak için yapılandırılmış olsun, geleneksel yöntemlerden daha iyi sonuçlar elde ederek oldukça etkili olduğunu kanıtladı. Yakıt kesintileri için 190 dönümlük araziyi kullanan senaryoları test ederken, kuantum çözümü orman koruma ölçümlerinde geleneksel yöntemlerden sürekli olarak daha iyi performans gösterdi. Sistemin esnekliği, yakıt kesintileri için gereken alanı en aza indirirken optimum koruma kapsamını korumak arasında ince ayar yapılmasına olanak tanır.
Araştırma ekibi, orman alanlarını matematiksel ağlara dönüştürdü; 1.492 düğüm ağaç kümelerini ve 4.637 kenar olası yangın yayılma yollarını temsil etti. Maksimum tespit mesafelerini modellemek için Ulusal Orman Yangını Koordinasyon Grubu’ndan verileri dahil ettiler; közlerin yeni yangınları başlatmak için ne kadar uzağa gidebileceğini.
Dent: “Yeniliği, tam olarak eşit değil, neredeyse eşit bölmeye izin verecek şekilde yaptık. Bu, etkili korumayı korurken yakıt kesintisi yerleştirme için farklı seçenekler açtı” dedi. Sistem, orman boyunca rastgele yangın tutuşma noktaları, bağlantılı alanlarda kapsamlı yangın yayılması ve kontrol altına almak için yalnızca önceden yerleştirilmiş yakıt kesintilerine güvenilmesi gibi en kötü orman yangını senaryolarını ele almak üzere tasarlanmıştır.
Araştırma henüz geliştirilme aşamasında olsa da, çalışma kuantum bilişiminin orman yönetimi ve orman yangını önleme stratejilerini nasıl dönüştürebileceğini ve orman yöneticilerinin farklı önceliklere göre optimizasyon yapmalarına nasıl olanak sağlayabileceğini gösteriyor.
