By Dan O'Shea geplaatst 20 juli 2022
Pasqal, de ontwikkelaar van kwantumprocessors met neutrale atomen, heeft een samenwerking aangekondigd met het Duitse BASF, 's werelds grootste chemische bedrijf, om te onderzoeken hoe Pasqal's eigen kwantumalgoritmen kunnen worden gebruikt voor weergerelateerde projecten en andere computationele vloeistofdynamica-toepassingen.
Volgens Pasqal is BASF al begonnen in een eerste fase van twee jaar van het project, om te kijken hoe zijn algoritmen uiteindelijk kunnen worden gebruikt om weerpatronen te voorspellen. modellering.
Benno Broer, Chief Commercial Officer bij Pasqal, vertelde IQT News via e-mail: "Concreet heeft dit project tot doel om Pasqal's eigen familie van kwantumalgoritmen voor het oplossen van differentiaalvergelijkingen te parametriseren (op maat maken, applicatie specifiek te maken), implementeren (uitvoeren) en testen (benchmarken): de zogenaamde Differentiable Quantum Circuits (DQC) familie van algoritmen (zie bijvoorbeeld: https://arxiv.org/abs/2011.10395) tot het probleem van weersvoorspellingspatronen. Een deel van het onderzoek zal zich ook richten op een neutrale-atomen specifieke analoog-digitale manier van de implementatie van de DQC-familie van algoritmen.
Volgens Hyperion Research, 5% van de wereldwijde investeringen in high-performance computing is gericht op weermodellering, en tal van niet-lineaire differentiaalvergelijkingen moeten worden opgelost met op fysica gebaseerde weermodellen, omdat ze een complexe reeks gegevens over wind, warmteoverdracht en zonnestraling kunnen omvatten , relatieve vochtigheid, terreintopologie en vele andere parameters.
BASF gebruikt parameters die door de weermodellen worden gegenereerd om gewasopbrengsten en groeistadia te simuleren en om drift te voorspellen bij het toepassen van gewasbeschermingsmiddelen. Ze vormen ook de basis van BASF's digitale landbouwproductportfolio, waaronder xarvio FIELD MANAGER, een geavanceerd platform voor gewasoptimalisatie.
"Pasqals kwantumoplossingen zijn ideaal voor het vereenvoudigen van BASF's complexe computersimulaties zodra kwantumhardware volwassen is tot een punt waarop we deze algoritmen daadwerkelijk kunnen gebruiken", zegt Dr. John Manobianco, Senior Weather Modeler bij BASF's Agricultural Solutions-divisie. “Het benutten van Pasqals innovatie voor weermodellering valideert het vermogen van quantum computing om verder te gaan dan wat kan worden bereikt met klassieke high-performance computing. Dergelijke transformationele technologie kan ons helpen ons voor te bereiden op de gevolgen van klimaatverandering en vooruitgang te boeken in de richting van een duurzamere toekomst.”
Het werk dat Pasqal en BASF deze week hebben aangekondigd, lijkt bijzonder relevant in het licht van warmte opnemen dat momenteel scheuren in heel Europa is. Op de vraag wat kwantumcomputing op korte termijn zou kunnen bijdragen aan de strijd tegen klimaatverandering, legde Broer uit: "Ten eerste is het onwaarschijnlijk dat het belangrijke probleem van klimaatverandering kan worden verholpen zonder significante veranderingen in het menselijk gedrag. Bij Pasqal geloven we echter dat technologische vooruitgang een belangrijke positieve bijdrage kan leveren, zodat de gewenste gedragsverandering acceptabel en beheersbaar blijft. De belangrijkste bijdrage van kwantum aan het verminderen van klimaatverandering wordt verwacht van het vermogen om de prestaties van computersimulaties van het 'digitale tweeling'-type te verbeteren, die snel een hoeksteen worden van moderne R&D."
Broer vervolgt: “Nauwkeurige 'digitale tweelingen' zijn een van de meest effectieve hulpmiddelen om R&D naar duurzame nieuwe technologieën te versnellen. Pasqal verwacht dat onze eigen kwantummethoden om differentiaalvergelijkingen op te lossen (zoals die gebruikt worden in de BASF-samenwerking) veelbelovende kandidaten zijn om al in 2024 vroeg kwantumvoordeel te demonstreren, hoewel het moeilijk te voorspellen is wanneer we kwantumvoordeel zullen zien voor de specifieke toepassing van weer- of klimaatmodellering (dit maakt deel uit van het onderzoeksgebied in de samenwerking met BASF).”
Naast het werk dat BASF doet, is Nvidia een ander bedrijf dat werkt aan digitale tweelingtechnologie voor klimaatmodellering, dat is begonnen met het bouwen van een AI-supercomputer om een digitale tweeling van de hele aarde genaamd Earth 2. Broer zei dat dergelijke digitale tweelingen momenteel "worden geïmplementeerd via krachtige computationele (HPC) -workflows, die tegenwoordig worden uitgevoerd door klassieke single-thread-CPU's of parallelle computing met GPU's. Voor de HPC-toepassingen van de toekomst is het waarschijnlijk dat er meer diverse rekenbronnen nodig zullen zijn om alle stappen efficiënt en effectief af te handelen. We voorzien een toekomst op lange termijn waarin elke stap in een HPC-workflow wordt uitgevoerd door een gespecialiseerd type computerhardware, die het best is uitgerust om het specifieke wiskundige probleem op te lossen dat in die stap moet worden opgelost. En voor bepaalde stappen van de toekomstige HPC-workflow is quantum het best uitgerust. Quantum wordt dus onderdeel van een diverse en hybride HPC toekomstige workflow.”
Dan O'Shea houdt zich al meer dan 25 jaar bezig met telecommunicatie en aanverwante onderwerpen, waaronder halfgeleiders, sensoren, retailsystemen, digitale betalingen en kwantumcomputing/technologie.
