Казахстанские ученые предложили новый подход к применению квантовых вычислений в нефтедобыче

Ученые Казахского национального университета имени аль-Фараби проводят исследования по применению квантовых вычислений для моделирования и оптимизации процессов нефтедобычи. Специалисты объединили физически информированные нейронные сети (PINN) с квантовыми вычислениями и разработали квантовую PINN-модель, позволяющую моделировать сложные процессы, происходящие в нефтяном пласте.

В нефтедобыче применяются различные технологические методы, в том числе закачка воды в пласт и воздействие на него посредством поддержания давления. Для повышения эффективности этих процессов важно точно рассчитывать физические явления, происходящие в нефтяном пласте, и оптимально управлять производственными параметрами. Традиционные методы моделирования требуют проведения сложных многопараметрических расчетов. В этой связи внедрение новых технологий, расширяющих вычислительные возможности, становится одной из актуальных научных задач нефтегазовой отрасли.

В рамках этого направления ученые КазНУ исследуют возможности квантовых вычислений и предложили новый подход к моделированию процессов нефтедобычи. Разработанная квантовая PINN-модель объединяет физические закономерности, возможности нейронных сетей и методы квантовых вычислений. Это позволяет совершенствовать моделирование сложных производственных процессов, повышать эффективность расчетов и оптимизировать параметры нефтедобычи.

Практическая значимость исследования заключается в возможности более точно прогнозировать процессы, происходящие в нефтяном пласте, и создавать условия для принятия эффективных производственных решений. В частности, оптимизация параметров воздействия на пласт может способствовать повышению эффективности добычи и контролю содержания воды в добываемой нефти.

«В настоящее время для решения подобных задач применяются физически информированные нейронные сети (PINN). Мы усовершенствовали этот подход и разработали квантовую PINN-модель. Интеграция квантовых вычислений в модель позволила повысить эффективность ее оптимизации и добиться высокой параметрической эффективности. Мы рассматриваем это направление как одно из перспективных для внедрения квантовых вычислений в прикладные научные исследования в Казахстане. В дальнейшем планируем продолжить исследования и расширить возможности квантовых моделей для решения задач, связанных с точным расчетом и оптимизацией процессов нефтедобычи», – отмечает исполняющий обязанности доцента КазНУ Аксултан Муханбет.

По словам ученых, внедрение квантовых вычислений в нефтегазовую отрасль может открыть новые возможности для решения сложных задач, требующих значительных вычислительных ресурсов. Результаты исследования имеют значение для внедрения отечественных научных разработок в высокотехнологичные отрасли производства и развития научного потенциала Казахстана в области квантовых технологий.