By Dan O'Shea lagt ut 20. juli 2022
Pasqal, utvikleren av kvanteprosessorer med nøytrale atomer, annonserte et partnerskap med Tysklands BASF, verdens største kjemiske selskap, for å utforske hvordan Pasqals proprietære kvantealgoritmer kan brukes på værrelaterte prosjekter og andre beregningsbaserte fluiddynamikkapplikasjoner.
I følge Pasqal har BASF allerede begynt i en innledende toårsfase av prosjektet, for å se på hvordan algoritmene til slutt kan brukes til å forutsi værmønstre, arbeid som også kan føres tilbake til Pasqals innsats for å jobbe med og støtte klima modellering.
Benno Broer, Chief Commercial Officer i Pasqal sa til IQT News via e-post, "Konkret har dette prosjektet som mål å parameterisere (skreddersy, gjøre applikasjonsspesifikk), implementere (kjøre) og teste (benchmark) Pasqals proprietære familie av kvantealgoritmer for å løse differensialligninger: såkalt Differentiable Quantum Circuits (DQC) familie av algoritmer (se for eksempel https://arxiv.org/abs/2011.10395) til problemet med prediksjon av værmønstre. En del av forskningen vil også fokusere på en nøytral-atomer spesifikk analog-digital måte implementering av DQC-familien av algoritmer.
Ifølge Hyperion Research, 5 % av globale høyytelsesinvesteringer i databehandling er fokusert på værmodellering, og mange ikke-lineære differensialligninger må løses på fysikkbaserte værmodeller, siden de kan involvere en kompleks rekke data om vind, varmeoverføring, solstråling , relativ fuktighet, terrengtopologi og mange andre parametere.
BASF bruker parametere generert av værmodellene for å simulere avlinger og vekststadier, samt for å forutsi drift ved bruk av plantevernmidler. De danner også grunnlaget for BASFs digitale landbruksproduktportefølje, inkludert xarvio FIELD MANAGER, en avansert plattform for avlingsoptimalisering.
"Pasqals kvanteløsninger er ideelle for å forenkle BASFs komplekse beregningssimuleringer når kvantemaskinvare modnes til et punkt hvor vi faktisk kan utnytte disse algoritmene," sa Dr. John Manobianco, Senior Weather Modeler ved BASFs Agricultural Solutions-divisjon. "Å utnytte Pasqals innovasjon for værmodellering validerer kvantedatabehandlings evne til å gå utover det som kan oppnås med klassisk høyytelses databehandling. Slik transformasjonsteknologi kan hjelpe oss å forberede oss på klimaendringer og drive fremgang mot en mer bærekraftig fremtid."
Arbeidet som Pasqal og BASF annonserte denne uken virker spesielt relevant i lys av rekordvarme som for tiden rives over hele Europa. På spørsmål om hva kvanteberegning kan bringe til kampen mot klimaendringer på kort sikt, forklarte Broer: "For det første er det usannsynlig at det viktige problemet med klimaendringer vil bli mildnet uten betydelige endringer i menneskelig atferd. Hos Pasqal tror vi imidlertid at teknologisk fremgang kan gi et betydelig positivt bidrag, slik at den nødvendige atferdsendringen forblir akseptabel og håndterbar. Nøkkelbidraget fra kvante til å dempe klimaendringer forventes fra dens evne til å forbedre ytelsen til datasimuleringer av typen "digital tvilling", som raskt blir en hjørnestein i moderne FoU."
Broer fortsatte, "Nøyaktige "digitale tvillinger" er et av de mest effektive verktøyene for å øke hastigheten på FoU til bærekraftig ny teknologi. Pasqal forventer at våre proprietære kvantemetoder for å løse differensialligninger (som de som brukes i BASF-samarbeidet) er lovende kandidater for å vise frem tidlig kvantefordel så snart som i 2024, selv om det er vanskelig å forutsi når vi vil se kvantefordeler for den spesifikke anvendelsen av vær- eller klimamodellering (dette er en del av forskningsomfanget i samarbeidet med BASF).»
Bortsett fra arbeidet BASF gjør, er et annet selskap som jobber med digital tvillingteknologi for klimamodellering, Nvidia, som har begynt å bygge en AI-superdatamaskin for å lage en digital tvilling av hele jorden kalt Earth 2. Broer sa at slike digitale tvillinger for øyeblikket "implementeres gjennom høyytelses beregningsbaserte (HPC) arbeidsflyter, som i dag utføres av klassiske CPUer med én tråd eller parallell databehandling som bruker GPUer. For fremtidens HPC-applikasjoner er det sannsynlig at det vil være behov for flere forskjellige beregningsressurser for å håndtere alle trinn effektivt og effektivt. Vi ser for oss en langsiktig fremtid der hvert trinn i en HPC-arbeidsflyt utføres av en spesialisert type datamaskinvare, som er best rustet til å løse det spesifikke matematiske problemet som skal løses i det trinnet. Og for visse trinn i fremtidens HPC-arbeidsflyt vil quantum være best utstyrt. Så, quantum vil bli en del av en mangfoldig og hybrid HPC fremtidig arbeidsflyt.»
Dan O'Shea har dekket telekommunikasjon og relaterte emner, inkludert halvledere, sensorer, detaljhandelssystemer, digitale betalinger og kvantedatabehandling/teknologi i over 25 år.
