Η BASF συνεργάζεται με την Pasqal στη μοντελοποίηση καιρού και πολλά άλλα

Ο Pasqal, ο κατασκευαστής κβαντικών επεξεργαστών ουδέτερων ατόμων, ανακοίνωσε μια συνεργασία με τη γερμανική BASF, τη μεγαλύτερη χημική εταιρεία στον κόσμο, για να διερευνήσει πώς οι ιδιόκτητοι κβαντικοί αλγόριθμοι του Pasqal θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε έργα που σχετίζονται με τον καιρό και άλλες εφαρμογές υπολογιστικής ρευστοδυναμικής.

Σύμφωνα με τον Pasqal, η BASF έχει ήδη ξεκινήσει σε μια αρχική φάση δύο ετών του έργου, να εξετάζει πώς οι αλγόριθμοί της θα μπορούσαν τελικά να χρησιμοποιηθούν για την πρόβλεψη των καιρικών συνθηκών, έργο που μπορεί επίσης να ανατροφοδοτηθεί στις προσπάθειες του Pasqal να εργαστεί και να υποστηρίξει το κλίμα. πρίπλασμα.

Ο Benno Broer, Chief Commercial Officer στο Pasqal είπε στο IQT News μέσω email, «Συγκεκριμένα αυτό το έργο στοχεύει να παραμετροποιήσει (προσαρμόσει, να κάνει συγκεκριμένη εφαρμογή), να εφαρμόσει (τρέξει) και να δοκιμάσει (σημείο αναφοράς) την αποκλειστική οικογένεια κβαντικών αλγορίθμων του Pasqal για την επίλυση διαφορικών εξισώσεων: λεγόμενη οικογένεια αλγορίθμων διαφοροποιήσιμων κβαντικών κυκλωμάτων (DQC) (βλ., για παράδειγμα https://arxiv.org/abs/2011.10395) στο πρόβλημα της πρόβλεψης καιρικών προτύπων. Μέρος της έρευνας θα επικεντρωθεί επίσης σε α ουδέτερα άτομα συγκεκριμένο αναλογικό-ψηφιακό τρόπο υλοποίησης της οικογένειας αλγορίθμων DQC.

Σύμφωνα με την Hyperion Research, το 5% των παγκόσμιων επενδύσεων υπολογιστών υψηλής απόδοσης εστιάζεται στη μοντελοποίηση καιρού και πολλές μη γραμμικές διαφορικές εξισώσεις πρέπει να επιλυθούν σε μοντέλα καιρού που βασίζονται στη φυσική, καθώς μπορούν να περιλαμβάνουν μια σύνθετη σειρά δεδομένων για ανέμους, μεταφορά θερμότητας, ηλιακή ακτινοβολία , σχετική υγρασία, τοπολογία εδάφους και πολλές άλλες παράμετροι.

Η BASF χρησιμοποιεί παραμέτρους που δημιουργούνται από τα καιρικά μοντέλα για την προσομοίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών και των σταδίων ανάπτυξης καθώς και για την πρόβλεψη της μετατόπισης κατά την εφαρμογή προϊόντων φυτοπροστασίας. Αποτελούν επίσης τη βάση του χαρτοφυλακίου προϊόντων ψηφιακής γεωργίας της BASF, συμπεριλαμβανομένου του xarvio FIELD MANAGER, μιας προηγμένης πλατφόρμας βελτιστοποίησης καλλιεργειών.

«Οι κβαντικές λύσεις του Pasqal είναι ιδανικές για την απλούστευση των πολύπλοκων υπολογιστικών προσομοιώσεων της BASF όταν το κβαντικό υλικό ωριμάσει σε σημείο όπου μπορούμε πραγματικά να αξιοποιήσουμε αυτούς τους αλγόριθμους», δήλωσε ο Dr. John Manobianco, Senior Weather Modeler στο τμήμα Agricultural Solutions της BASF. «Η αξιοποίηση της καινοτομίας του Pasqal για τη μοντελοποίηση καιρού επικυρώνει την ικανότητα του κβαντικού υπολογισμού να υπερβαίνει αυτά που μπορούν να επιτευχθούν με τους κλασικούς υπολογιστές υψηλής απόδοσης. Αυτή η τεχνολογία μετασχηματισμού μπορεί να μας βοηθήσει να προετοιμαστούμε για τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής και να οδηγήσουμε την πρόοδο προς ένα πιο βιώσιμο μέλλον».

Η εργασία που ανακοίνωσαν οι Pasqal και BASF αυτή την εβδομάδα φαίνεται ιδιαίτερα χρήσιμη υπό το πρίσμα της καταγράψτε τη θερμότητα που αυτή τη στιγμή σκίζει σε όλη την Ευρώπη. Ερωτηθείς τι θα μπορούσε να φέρει ο κβαντικός υπολογιστής στον αγώνα για την κλιματική αλλαγή βραχυπρόθεσμα, ο Broer εξήγησε: «Πρώτον, το σημαντικό πρόβλημα της κλιματικής αλλαγής είναι απίθανο να μετριαστεί χωρίς σημαντικές αλλαγές στην ανθρώπινη συμπεριφορά. Ωστόσο, στην Pasqal πιστεύουμε ότι η τεχνολογική πρόοδος θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά θετικά, έτσι ώστε η απαιτούμενη αλλαγή συμπεριφοράς να παραμείνει αποδεκτή και διαχειρίσιμη. Η βασική συμβολή του κβαντικού στον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής αναμένεται από την ικανότητά του να βελτιώνει την απόδοση προσομοιώσεων υπολογιστών τύπου «ψηφιακού δίδυμου» που γίνονται γρήγορα ακρογωνιαίος λίθος της σύγχρονης Ε&Α».

Ο Broer συνέχισε, «Τα ακριβή «ψηφιακά δίδυμα» είναι ένα από τα πιο αποτελεσματικά εργαλεία που επιτρέπουν την επιτάχυνση της Ε&Α σε βιώσιμες νέες τεχνολογίες. Ο Pasqal αναμένει ότι οι ιδιόκτητες κβαντικές μας μέθοδοι για την επίλυση διαφορικών εξισώσεων (όπως αυτές που χρησιμοποιήθηκαν στη συνεργασία της BASF) είναι πολλά υποσχόμενοι υποψήφιοι για την επίδειξη πρώιμου κβαντικού πλεονεκτήματος το 2024, αν και είναι δύσκολο να προβλέψουμε πότε θα δούμε κβαντικό πλεονέκτημα για τη συγκεκριμένη εφαρμογή του μοντελοποίηση καιρού ή κλίματος (αυτό είναι μέρος του πεδίου της έρευνας σε συνεργασία με την BASF).

Εκτός από το έργο που κάνει η BASF, μια άλλη εταιρεία που εργάζεται στην ψηφιακή δίδυμη τεχνολογία για τη μοντελοποίηση του κλίματος είναι η Nvidia, η οποία ξεκίνησε να κατασκευάζει έναν υπερυπολογιστή AI για να δημιουργήσει ένα ψηφιακό δίδυμο ολόκληρης της Γης που ονομάζεται Earth 2. Ο Broer είπε ότι τέτοια ψηφιακά δίδυμα επί του παρόντος «υλοποιούνται μέσω υπολογιστικών ροών εργασίας υψηλής απόδοσης (HPC), οι οποίες, σήμερα, εκτελούνται από κλασικές CPU με ένα νήμα ή παράλληλους υπολογιστές που χρησιμοποιούν GPU. Για τις μελλοντικές εφαρμογές HPC, είναι πιθανό ότι θα χρειαστούν πιο διαφορετικοί υπολογιστικοί πόροι για να χειριστούν όλα τα βήματα αποτελεσματικά και αποτελεσματικά. Προβλέπουμε ένα μακροπρόθεσμο μέλλον όπου κάθε βήμα σε μια ροή εργασιών HPC εκτελείται από έναν εξειδικευμένο τύπο υπολογιστικού υλικού, το οποίο είναι καλύτερα εξοπλισμένο για να λύσει το συγκεκριμένο μαθηματικό πρόβλημα που πρέπει να λυθεί σε αυτό το βήμα. Και για ορισμένα βήματα της μελλοντικής ροής εργασιών HPC, το quantum θα είναι καλύτερα εξοπλισμένο. Έτσι, το quantum θα γίνει μέρος μιας ποικιλόμορφης και υβριδικής μελλοντικής ροής εργασίας HPC».

Ο Dan O'Shea έχει καλύψει τις τηλεπικοινωνίες και συναφή θέματα, όπως ημιαγωγούς, αισθητήρες, συστήματα λιανικής, ψηφιακές πληρωμές και κβαντικούς υπολογιστές/τεχνολογίες για περισσότερα από 25 χρόνια.