BASF collabora con Pasqal sulla modellazione meteorologica e altro ancora

Pasqal, lo sviluppatore di processori quantistici ad atomi neutri, ha annunciato una partnership con la tedesca BASF, la più grande azienda chimica al mondo, per esplorare come gli algoritmi quantistici proprietari di Pasqal potrebbero essere utilizzati su progetti legati al meteo e altre applicazioni di fluidodinamica computazionale.

Secondo Pasqal, BASF ha già iniziato, nella fase iniziale di due anni del progetto, a esaminare come i suoi algoritmi potrebbero eventualmente essere utilizzati per prevedere i modelli meteorologici, lavoro che può anche essere inserito negli sforzi di Pasqal per lavorare e sostenere il clima. modellazione.

Benno Broer, Chief Commercial Officer di Pasqal, ha dichiarato a IQT News via e-mail: “Concretamente questo progetto mira a parametrizzare (personalizzare, rendere specifica l'applicazione), implementare (eseguire) e testare (benchmark) la famiglia proprietaria di algoritmi quantistici di Pasqal per la risoluzione di equazioni differenziali: il la cosiddetta famiglia di algoritmi dei Circuiti Quantistici Differenziabili (DQC) (vedi, ad esempio https://arxiv.org/abs/2011.10395) al problema della previsione dei modelli meteorologici. Parte della ricerca riguarderà anche a modo analogico-digitale specifico per atomi neutri di implementare la famiglia di algoritmi DQC.

Secondo la ricerca Hyperion, il 5% degli investimenti globali nel calcolo ad alte prestazioni si concentra sulla modellistica meteorologica e numerose equazioni differenziali non lineari devono essere risolte su modelli meteorologici basati sulla fisica, poiché possono coinvolgere una complessa serie di dati su venti, trasferimento di calore, radiazione solare , umidità relativa, topologia del terreno e molti altri parametri.

BASF utilizza i parametri generati dai modelli meteorologici per simulare le rese dei raccolti e le fasi di crescita, nonché per prevedere la deriva durante l'applicazione di prodotti fitosanitari. Costituiscono inoltre la base del portafoglio di prodotti per l'agricoltura digitale di BASF, tra cui xarvio FIELD MANAGER, una piattaforma avanzata di ottimizzazione delle colture.

"Le soluzioni quantistiche di Pasqual sono ideali per semplificare le complesse simulazioni computazionali di BASF una volta che l'hardware quantistico sarà maturo fino al punto in cui potremo effettivamente sfruttare questi algoritmi", ha affermato il Dott. John Manobianco, Senior Weather Modeler presso la divisione Agricultural Solutions di BASF. “Sfruttare l'innovazione di Pasqal per la modellazione meteorologica convalida la capacità del calcolo quantistico di andare oltre ciò che può essere ottenuto con il classico calcolo ad alte prestazioni. Tale tecnologia di trasformazione può aiutarci a prepararci agli impatti dei cambiamenti climatici e a guidare il progresso verso un futuro più sostenibile”.

Alla luce di ciò, il lavoro annunciato da Pasqal e BASF questa settimana sembra particolarmente pertinente record di calore che attualmente è dilaniante in tutta Europa. Alla domanda su cosa potrebbe apportare l’informatica quantistica alla lotta al cambiamento climatico a breve termine, Broer ha spiegato: “In primo luogo, è improbabile che l’importante problema del cambiamento climatico possa essere mitigato senza cambiamenti significativi nel comportamento umano. Tuttavia, in Pasqal crediamo che il progresso tecnologico possa dare un contributo positivo significativo, affinché il cambiamento comportamentale richiesto rimanga accettabile e gestibile. Ci si aspetta che il contributo chiave della tecnologia quantistica alla mitigazione dei cambiamenti climatici derivi dalla sua capacità di migliorare le prestazioni delle simulazioni computerizzate di tipo “gemello digitale” che stanno rapidamente diventando una pietra miliare della moderna ricerca e sviluppo”.

Broer ha continuato: “I 'gemelli digitali' accurati sono uno degli strumenti più efficaci per accelerare la ricerca e lo sviluppo di nuove tecnologie sostenibili. Pasqal si aspetta che i nostri metodi quantistici proprietari per risolvere equazioni differenziali (come quelli impiegati nella collaborazione BASF) siano candidati promettenti per mostrare i primi vantaggi quantistici già nel 2024, anche se è difficile prevedere quando vedremo il vantaggio quantistico per l'applicazione specifica di modellistica meteorologica o climatica (questo rientra nell’ambito della ricerca in collaborazione con BASF).”

Oltre al lavoro svolto da BASF, un’altra azienda che lavora sulla tecnologia del gemello digitale per la modellazione climatica è Nvidia, che ha iniziato a costruire un supercomputer AI per creare un gemello digitale dell’intera Terra chiamato Earth 2. Broer ha affermato che tali gemelli digitali attualmente “sono implementati attraverso flussi di lavoro computazionali ad alte prestazioni (HPC), che, oggi, vengono eseguiti da CPU classiche a thread singolo o calcolo parallelo che impiega GPU. Per le applicazioni HPC del futuro, è probabile che saranno necessarie risorse computazionali più diversificate per gestire tutte le fasi in modo efficiente ed efficace. Prevediamo un futuro a lungo termine in cui ogni fase di un flusso di lavoro HPC viene eseguita da un tipo specializzato di hardware informatico, che è meglio attrezzato per risolvere lo specifico problema matematico da risolvere in quella fase. E per alcune fasi del futuro flusso di lavoro HPC, la quantum sarà meglio attrezzata. Pertanto, il settore quantistico diventerà parte di un futuro flusso di lavoro HPC diversificato e ibrido”.

Dan O'Shea si occupa di telecomunicazioni e argomenti correlati tra cui semiconduttori, sensori, sistemi di vendita al dettaglio, pagamenti digitali e informatica/tecnologia quantistica da oltre 25 anni.