QSUD – Quantum SUstainable smart Design mira a integrare principi di design sostenibile con tecniche di ottimizzazione avanzate per progettazione intelligente di componenti meccanici. QSUD sfrutterà algoritmi quantum-inspired (e.g. QUBO) per affrontare la progettazione di componenti/prodotti ambientalmente sostenibili migliorandone le prestazioni.
Il nucleo di QSUD coinvolge lo sviluppo di un modello che incapsula sia i requisiti di integrità strutturale sia considerazioni di impatto ambientale del processo di design. I criteri di ottimizzazione includeranno efficienza dei materiali, riciclabilità e impronta di carbonio associata alla produzione e al ciclo di vita dei componenti. La metodologia includerà i seguenti passaggi:
- Definizione del Problema: Formulare i problemi di design meccanico incorporando vincoli relativi all’integrità strutturale, alle proprietà dei materiali e alle metriche di impatto ambientale.
- Sviluppo del Modello di Ottimizzazione: Convertire il problema di ottimizzazione multi-obiettivo in un framework QUBO utilizzando metodi di penalizzazione per gestire vincoli e obiettivi.
- Implementazione del Solutori: Utilizzare risorse di calcolo classico e quantistico per risolvere i modelli, sfruttando i punti di forza dell’annealing quantistico e altri algoritmi euristici per trovare soluzioni quasi ottimali in modo efficiente.
- Analisi della Sostenibilità: Valutare l’impatto ambientale delle soluzioni proposte utilizzando metodologie di Life Cycle Assessment (LCA) per garantire che i design soddisfino non solo i requisiti tecnici e funzionali ma contribuiscano anche alle pratiche di ingegneria sostenibile.
QSUD è stato cofinanziato dal BANDO PUBBLICO PER LA SELEZIONE DI PROPOSTE PROGETTUALI, FINALIZZATE ALLA CONCESSIONE DI FINANZIAMENTI PER ATTIVITA’ COERENTI CON IL PROGRAMMA A VALERE SULLE RISORSE DEL PIANO NAZIONALE RIPRESA E RESILIENZA (PNRR) MISSIONE 4, “ISTRUZIONE E RICERCA” – COMPONENTE 2, “DALLA RICERCA ALL’IMPRESA” – LINEA DI INVESTIMENTO 1.4, FINANZIATO DALL’UNIONE EUROPEA – NEXTGENERATIONEU”, PROGETTO “ICSC” SPOKE 10, DENOMINATO “QUANTUM COMPUTING”.