By دان أوشي نشر 20 يوليو 2022
أعلن باسكال ، مطور معالجات الذرات المحايدة الكمومية ، عن شراكة مع شركة BASF الألمانية ، أكبر شركة كيميائية في العالم ، لاستكشاف كيفية استخدام خوارزميات الكم الخاصة باسكال في المشاريع المتعلقة بالطقس وغيرها من تطبيقات ديناميكيات السوائل الحسابية.
وفقًا لباسكال ، بدأت BASF بالفعل في مرحلة أولية مدتها سنتان من المشروع ، للنظر في كيفية استخدام خوارزمياتها في النهاية للتنبؤ بأنماط الطقس ، وهو العمل الذي يمكن أيضًا إعادة تغذيته في جهود باسكال للعمل على المناخ ودعمه. النمذجة.
قال بينو بروير ، كبير المسؤولين التجاريين في Pasqal ، لـ IQT News عبر البريد الإلكتروني ، "يهدف هذا المشروع بشكل ملموس إلى تحديد معايير (تفصيل ، وجعل التطبيق محددًا) ، وتنفيذ (تشغيل) واختبار (معيار) عائلة Pasqal الخاصة بخوارزميات الكم لحل المعادلات التفاضلية: ما يسمى بعائلة خوارزميات الدوائر الكمية التفاضلية (DQC) (انظر ، على سبيل المثال https://arxiv.org/abs/2011.10395) لمشكلة التنبؤ بأنماط الطقس. جزء من البحث سيركز أيضًا على أ ذرات محايدة بطريقة رقمية تناظرية لتنفيذ عائلة DQC من الخوارزميات.
وفقا لبحوث هايبريون، 5٪ من استثمارات الحوسبة عالية الأداء العالمية تركز على نمذجة الطقس ، ويلزم حل العديد من المعادلات التفاضلية غير الخطية على نماذج الطقس القائمة على الفيزياء ، حيث يمكن أن تتضمن مجموعة معقدة من البيانات عن الرياح ، ونقل الحرارة ، والإشعاع الشمسي والرطوبة النسبية وطوبولوجيا التضاريس والعديد من المعلمات الأخرى.
يستخدم BASF المعلمات التي تم إنشاؤها بواسطة نماذج الطقس لمحاكاة غلات المحاصيل ومراحل النمو وكذلك للتنبؤ بالانجراف عند تطبيق منتجات حماية المحاصيل. كما أنها تشكل أساس محفظة منتجات الزراعة الرقمية لشركة BASF بما في ذلك xarvio FIELD MANAGER ، وهي منصة متقدمة لتحسين المحاصيل.
قال الدكتور جون مانوبيانكو ، كبير مصممي نماذج الطقس في قسم الحلول الزراعية في BASF: "تعتبر حلول باسكال الكمومية مثالية لتبسيط عمليات المحاكاة الحسابية المعقدة لـ BASF بمجرد نضوج الأجهزة الكمومية إلى النقطة التي يمكننا فيها الاستفادة من هذه الخوارزميات". "إن الاستفادة من ابتكارات باسكال لنمذجة الطقس تؤكد قدرة الحوسبة الكمية على تجاوز ما يمكن تحقيقه باستخدام الحوسبة الكلاسيكية عالية الأداء. يمكن أن تساعدنا هذه التكنولوجيا التحويلية في الاستعداد لتأثيرات تغير المناخ ودفع التقدم نحو مستقبل أكثر استدامة. "
يبدو العمل الذي أعلنه باسكال وباسف هذا الأسبوع وثيق الصلة بشكل خاص في ضوء ذلك سجل الحرارة التي تمزق حاليًا في جميع أنحاء أوروبا. وردا على سؤال حول ما يمكن أن تجلبه الحوسبة الكمومية إلى مكافحة تغير المناخ على المدى القصير ، أوضح بروير ، "أولاً ، من غير المرجح تخفيف المشكلة المهمة لتغير المناخ دون تغييرات كبيرة في السلوك البشري. ومع ذلك ، نعتقد في باسكال أن التقدم التكنولوجي يمكن أن يقدم مساهمة إيجابية كبيرة ، بحيث يظل التغيير السلوكي المطلوب مقبولًا ويمكن التحكم فيه. ومن المتوقع المساهمة الرئيسية للكم في التخفيف من تغير المناخ من قدرته على تحسين أداء المحاكاة الحاسوبية من النوع "التوأم الرقمي" والتي أصبحت بسرعة حجر الزاوية في البحث والتطوير الحديث ".
تابع بروير ، "التوائم الرقمية الدقيقة هي واحدة من أكثر أدوات التمكين فعالية لتسريع البحث والتطوير في التقنيات الجديدة المستدامة. يتوقع باسكال أن تكون أساليب الكم الخاصة بنا لحل المعادلات التفاضلية (مثل تلك المستخدمة في تعاون BASF) مرشحة واعدة لعرض ميزة كمومية مبكرة في أقرب وقت بحلول عام 2024 ، على الرغم من صعوبة التنبؤ بالوقت الذي سنرى فيه ميزة كمية للتطبيق المحدد لـ نمذجة الطقس أو المناخ (هذا جزء من نطاق البحث بالتعاون مع BASF). "
بصرف النظر عن العمل الذي تقوم به BASF ، فإن شركة أخرى تعمل على التكنولوجيا الرقمية المزدوجة لنمذجة المناخ هي Nvidia ، التي بدأت في بناء كمبيوتر عملاق AI لإنشاء التوأم الرقمي لكامل الأرض يسمى Earth 2. Broer قال إن مثل هذه التوائم الرقمية "يتم تنفيذها حاليًا من خلال تدفقات عمل حسابية عالية الأداء (HPC) ، والتي يتم تنفيذها اليوم من خلال وحدات المعالجة المركزية الكلاسيكية أحادية الخيط أو الحوسبة المتوازية التي تستخدم وحدات معالجة الرسومات. بالنسبة لتطبيقات HPC في المستقبل ، من المحتمل أن تكون هناك حاجة إلى موارد حسابية أكثر تنوعًا للتعامل مع جميع الخطوات بكفاءة وفعالية. نتوقع مستقبلًا طويل المدى حيث يتم تنفيذ كل خطوة في سير عمل HPC بواسطة نوع متخصص من أجهزة الحوسبة ، وهي أفضل تجهيزًا لحل المشكلة الرياضية المحددة التي يتعين حلها في تلك الخطوة. وبالنسبة لخطوات معينة من سير عمل HPC المستقبلي ، سيكون الكم أفضل تجهيزًا. لذلك ، سيصبح الكم جزءًا من سير عمل HPC متنوع ومختلط في المستقبل ".
غطى Dan O'Shea الاتصالات والمواضيع ذات الصلة بما في ذلك أشباه الموصلات وأجهزة الاستشعار وأنظمة البيع بالتجزئة والمدفوعات الرقمية والحوسبة / التكنولوجيا الكمية لأكثر من 25 عامًا.
