By Dan O'Shea publié le 20 juil. 2022
Pasqal, le développeur de processeurs quantiques à atomes neutres, a annoncé un partenariat avec l'allemand BASF, la plus grande entreprise chimique au monde, pour explorer comment les algorithmes quantiques propriétaires de Pasqal pourraient être utilisés sur des projets liés à la météo et d'autres applications de dynamique des fluides computationnelle.
Selon Pasqal, BASF a déjà commencé dans une phase initiale de deux ans du projet, pour examiner comment ses algorithmes pourraient éventuellement être utilisés pour prédire les conditions météorologiques, un travail qui peut également être réinjecté dans les efforts de Pasqal pour travailler et soutenir le climat. la modélisation.
Benno Broer, directeur commercial de Pasqal, a déclaré à IQT News par e-mail : "Concrètement, ce projet vise à paramétrer (adapter, rendre spécifique à l'application), implémenter (exécuter) et tester (benchmark) la famille exclusive d'algorithmes quantiques de Pasqal pour résoudre des équations différentielles : la famille d'algorithmes dite Differentiable Quantum Circuits (DQC) (voir, par exemple https://arxiv.org/abs/2011.10395) au problème des prévisions météorologiques. Une partie de la recherche portera également sur un voie analogique-numérique spécifique aux atomes neutres d'implémenter la famille d'algorithmes DQC.
Selon Hyperion Research, 5 % des investissements mondiaux dans le calcul haute performance sont axés sur la modélisation météorologique, et de nombreuses équations différentielles non linéaires doivent être résolues sur des modèles météorologiques basés sur la physique, car elles peuvent impliquer un ensemble complexe de données sur les vents, le transfert de chaleur, le rayonnement solaire , l'humidité relative, la topologie du terrain et de nombreux autres paramètres.
BASF utilise les paramètres générés par les modèles météorologiques pour simuler les rendements et les stades de croissance des cultures ainsi que pour prédire la dérive lors de l'application de produits phytosanitaires. Ils constituent également la base du portefeuille de produits agricoles numériques de BASF, notamment xarvio FIELD MANAGER, une plateforme avancée d'optimisation des cultures.
« Les solutions quantiques de Pasqal sont idéales pour simplifier les simulations informatiques complexes de BASF une fois que le matériel quantique aura atteint un stade de maturité où nous pourrons réellement tirer parti de ces algorithmes », a déclaré le Dr John Manobianco, modélisateur météorologique principal à la division Solutions agricoles de BASF. « Tirer parti de l'innovation de Pasqal pour la modélisation météorologique valide la capacité de l'informatique quantique à aller au-delà de ce qui peut être réalisé avec l'informatique haute performance classique. Une telle technologie transformationnelle peut nous aider à nous préparer aux impacts du changement climatique et à progresser vers un avenir plus durable.
Les travaux annoncés cette semaine par Pasqal et BASF semblent particulièrement pertinents à la lumière record de chaleur qui se déchire actuellement à travers l'Europe. Interrogé sur ce que l'informatique quantique pourrait apporter à la lutte contre le changement climatique à court terme, Broer a expliqué : « Premièrement, il est peu probable que l'important problème du changement climatique soit atténué sans des changements significatifs dans le comportement humain. Cependant, chez Pasqal, nous pensons que le progrès technologique pourrait apporter une contribution positive significative, afin que le changement de comportement requis reste acceptable et gérable. La principale contribution du quantique à l'atténuation du changement climatique est attendue de sa capacité à améliorer les performances des simulations informatiques de type « jumeau numérique » qui deviennent rapidement une pierre angulaire de la R&D moderne. »
Broer a poursuivi : « Les « jumeaux numériques » précis sont l'un des outils les plus efficaces pour accélérer la R&D dans de nouvelles technologies durables. Pasqal s'attend à ce que nos méthodes quantiques exclusives pour résoudre les équations différentielles (comme celles employées dans la collaboration BASF) soient des candidats prometteurs pour présenter un avantage quantique précoce dès 2024, bien qu'il soit difficile de prédire quand nous verrons un avantage quantique pour l'application spécifique de la modélisation météorologique ou climatique (cela fait partie du champ de recherche de la collaboration avec BASF).
Outre le travail effectué par BASF, une autre société travaillant sur la technologie de jumeau numérique pour la modélisation climatique est Nvidia, qui a commencé à construire un supercalculateur d'IA pour créer un jumeau numérique de la Terre entière appelé Earth 2. Broer a déclaré que ces jumeaux numériques «sont actuellement mis en œuvre via des workflows de calcul haute performance (HPC), qui, aujourd'hui, sont exécutés par des processeurs classiques à thread unique ou par un calcul parallèle utilisant des GPU. Pour les applications HPC du futur, il est probable que des ressources de calcul plus diversifiées seront nécessaires pour gérer toutes les étapes de manière efficace et efficiente. Nous prévoyons un avenir à long terme où chaque étape d'un flux de travail HPC est exécutée par un type de matériel informatique spécialisé, qui est le mieux équipé pour résoudre le problème mathématique spécifique à résoudre à cette étape. Et pour certaines étapes du futur workflow HPC, quantum sera le mieux équipé. Ainsi, le quantum fera partie d'un futur flux de travail HPC diversifié et hybride.
Dan O'Shea a couvert les télécommunications et des sujets connexes, notamment les semi-conducteurs, les capteurs, les systèmes de vente au détail, les paiements numériques et l'informatique/la technologie quantique pendant plus de 25 ans.
