简介
芬兰超导量子计算企业 IQM 与欧洲最大铁路运营商德国铁路（DB）联合发布研究白皮书，公布双方在铁路调度领域的量子计算合作成果。研究团队基于德国铁路真实运营数据，构建了一套量子 - 经典混合算法架构，并在现有量子硬件上完整实现了从问题建模、算法求解到输出调度方案的全流程。该架构具备可推广性，原则上可应用于物流、能源及制造等领域。
研究背景与技术架构
本次研究基于德国铁路实际运营数据，数据集涵盖 5 座德国城市间 190 趟列车的运行计划，转化为约 9.85 万个可能的调度周期组合。针对铁路调度优化中涉及的大量组合与复杂约束，研究团队采用分阶段混合架构：由经典计算框架管理整体规模与约束结构，将适合量子处理的子问题拆分，交由量子近似优化算法（QAOA）在量子硬件上求解，最终返回经典框架完成整体计算与迭代。
核心研究成果
白皮书披露的研究结果主要集中在以下三点：
现有硬件可产出可行解。整套流程不依赖尚未实现的大规模容错量子计算机，企业可在现有量子硬件基础上获得具备参考价值的调度方案。
求解质量与硬件能力正相关。量子处理器处理的子问题规模越大，最终方案质量越高。随着量子比特数量与相干性能提升，该框架在不改变算法架构的情况下可获得更优结果。
全流程端到端运行。从问题建模、任务分解、量子求解到结果输出，整套流程均在 IQM 自有量子硬件上完成，形成了可复现的技术基线。
德国铁路量子技术负责人曼弗雷德·里克表示，此次合作是在高性能计算与量子计算结合环境下解决实际运营问题的一次尝试。IQM 首席科学家伊内斯·德·维加指出，该项目展示了量子计算处理企业级复杂优化问题的可能路径。
应用边界：计划调度与实时调度
双方指出，本次研究主要针对运行条件已知且相对稳定情况下的调度规划问题。铁路运营中更具挑战性的场景是列车延误、突发限速及设备故障等扰动状态下的实时再调度，此类问题通常要求在数分钟内完成决策。研究团队认为，随着量子硬件性能提升，同一套混合架构原则上可扩展至分钟级实时决策场景，但目前尚未在该场景下进行验证。
关于芬兰超导量子计算企业 IQM
芬兰 IQM 是欧洲超导量子计算领域的领军企业，也是首家登陆美国纳斯达克的欧洲量子计算公司。公司成立于 2018 年，由芬兰 VTT 技术研究中心和阿尔托大学分拆孵化。IQM 提供“全栈式”超导量子计算解决方案，涵盖量子芯片设计、硬件制造、控制系统、软件平台及系统交付，支持本地部署与云端访问双模式。
截至目前，IQM 已售出 20 多台量子计算机，是欧洲量子计算企业本地部署交付量最大的厂商之一，并在《IDC MarketScape：2026 年全球量子计算厂商评估》中被评为主要厂商。此次与德国铁路的合作，正是 IQM“全栈交付、客户自主部署”模式在关键基础设施领域的一次实际检验。