BASF samarbejder med Pasqal om vejrmodellering og mere

Pasqal, udvikleren af ​​kvanteprocessorer med neutrale atomer, annoncerede et partnerskab med Tysklands BASF, verdens største kemiske virksomhed, for at udforske, hvordan Pasqals proprietære kvantealgoritmer kunne bruges på vejrrelaterede projekter og andre applikationer til beregning af væskedynamik.

Ifølge Pasqal er BASF allerede i en indledende to-årig fase af projektet begyndt at se på, hvordan dets algoritmer i sidste ende kunne bruges til at forudsige vejrmønstre, arbejde som også kan føres tilbage til Pasqals indsats for at arbejde på og støtte klimaet. modellering.

Benno Broer, Chief Commercial Officer hos Pasqal fortalte IQT News via e-mail: "Konkret har dette projekt til formål at parametrisere (skræddersy, gøre applikationsspecifik), implementere (køre) og teste (benchmark) Pasqals proprietære familie af kvantealgoritmer til løsning af differentialligninger: såkaldte Differentiable Quantum Circuits (DQC) familie af algoritmer (se f.eks. https://arxiv.org/abs/2011.10395) til problemet med forudsigelse af vejrmønstre. En del af forskningen vil også fokusere på en neutral-atomer specifik analog-digital måde implementering af DQC-familien af ​​algoritmer.

Ifølge Hyperion Research5 % af globale højtydende computerinvesteringer er fokuseret på vejrmodellering, og adskillige ikke-lineære differentialligninger skal løses på fysikbaserede vejrmodeller, da de kan involvere en kompleks række data om vind, varmeoverførsel, solstråling , relativ luftfugtighed, terræntopologi og mange andre parametre.

BASF bruger parametre genereret af vejrmodellerne til at simulere afgrødeudbytte og vækststadier samt til at forudsige drift ved anvendelse af plantebeskyttelsesmidler. De danner også grundlaget for BASF's digitale landbrugsproduktportefølje, herunder xarvio FIELD MANAGER, en avanceret platform til afgrødeoptimering.

"Pasqals kvanteløsninger er ideelle til at forenkle BASFs komplekse beregningssimuleringer, når kvantehardware modnes til et punkt, hvor vi faktisk kan udnytte disse algoritmer," sagde Dr. John Manobianco, Senior Weather Modeler hos BASF's Agricultural Solutions division. "At udnytte Pasqals innovation til vejrmodellering validerer kvantecomputerens evne til at gå ud over, hvad der kan opnås med klassisk højtydende databehandling. En sådan transformationsteknologi kan hjælpe os med at forberede os på klimaforandringer og drive fremskridt mod en mere bæredygtig fremtid."

Det arbejde, som Pasqal og BASF annoncerede i denne uge, virker særligt relevant i lyset af rekordvarme som i øjeblikket rives i hele Europa. På kort sigt forklarede Broer, hvad kvanteberegning kunne bringe til klimaforandringskampen, "For det første er det usandsynligt, at det vigtige problem med klimaændringer kan afbødes uden væsentlige ændringer i menneskelig adfærd. Hos Pasqal tror vi dog på, at teknologiske fremskridt kan yde et væsentligt positivt bidrag, så den nødvendige adfærdsændring forbliver acceptabel og håndterbar. Kvantemets nøglebidrag til at afbøde klimaændringer forventes ud fra dets evne til at forbedre ydeevnen af ​​computersimuleringer af 'digital twin'-typen, som hurtigt er ved at blive en hjørnesten i moderne F&U."

Broer fortsatte: "Nøjagtige 'digitale tvillinger' er et af de mest effektive værktøjer til at fremskynde F&U til bæredygtige nye teknologier. Pasqal forventer, at vores proprietære kvantemetoder til at løse differentialligninger (som dem, der anvendes i BASF-samarbejdet) er lovende kandidater til at fremvise tidlige kvantefordele allerede i 2024, selvom det er svært at forudsige, hvornår vi vil se kvantefordele for den specifikke anvendelse af vejr- eller klimamodellering (dette er en del af forskningen i samarbejdet med BASF).

Ud over det arbejde, BASF udfører, er en anden virksomhed, der arbejder med digital tvillingteknologi til klimamodellering, Nvidia, som er begyndt at bygge en AI-supercomputer til at skabe en hele Jordens digitale tvilling kaldet Earth 2. Broer sagde, at sådanne digitale tvillinger i øjeblikket "implementeres gennem high-performance computational (HPC) workflows, som i dag udføres af single thread klassiske CPU'er eller parallel computing, der anvender GPU'er. For fremtidens HPC-applikationer er det sandsynligt, at der vil være behov for flere forskellige beregningsressourcer for at håndtere alle trin effektivt og effektivt. Vi forudser en langsigtet fremtid, hvor hvert trin i en HPC-arbejdsgang udføres af en specialiseret type computerhardware, som er bedst rustet til at løse det specifikke matematiske problem, der skal løses i det trin. Og for visse trin i den fremtidige HPC-arbejdsgang vil quantum være bedst rustet. Så quantum vil blive en del af en mangfoldig og hybrid HPC fremtidig arbejdsgang."

Dan O'Shea har dækket telekommunikation og relaterede emner, herunder halvledere, sensorer, detailsystemer, digitale betalinger og kvantecomputere/teknologi i over 25 år.