By Dan O'Shea postado em 20 de julho de 2022
Pasqal, desenvolvedora de processadores quânticos de átomos neutros, anunciou uma parceria com a BASF da Alemanha, a maior empresa química do mundo, para explorar como os algoritmos quânticos proprietários de Pasqal poderiam ser usados em projetos relacionados ao clima e outras aplicações de dinâmica de fluidos computacional.
De acordo com Pasqal, a BASF já iniciou uma fase inicial de dois anos do projeto, para analisar como seus algoritmos poderiam eventualmente ser usados para prever padrões climáticos, trabalho que também pode ser realimentado nos esforços de Pasqal para trabalhar e apoiar o clima. modelagem.
Benno Broer, diretor comercial da Pasqal, disse ao IQT News por e-mail: “Concretamente, este projeto visa parametrizar (adaptar, tornar a aplicação específica), implementar (executar) e testar (benchmark) a família proprietária de algoritmos quânticos de Pasqal para resolver equações diferenciais: o a chamada família de algoritmos de circuitos quânticos diferenciáveis (DQC) (ver, por exemplo https://arxiv.org/abs/2011.10395) para o problema de previsão de padrões climáticos. Parte da pesquisa também se concentrará em uma modo analógico-digital específico para átomos neutros de implementação da família de algoritmos DQC.
De acordo com a Hyperion Research, 5% dos investimentos globais em computação de alto desempenho estão focados na modelagem meteorológica, e inúmeras equações diferenciais não lineares precisam ser resolvidas em modelos meteorológicos baseados na física, pois podem envolver uma gama complexa de dados sobre ventos, transferência de calor, radiação solar , umidade relativa, topologia do terreno e muitos outros parâmetros.
A BASF utiliza parâmetros gerados pelos modelos climáticos para simular o rendimento das culturas e os estágios de crescimento, bem como para prever a deriva ao aplicar produtos de proteção de culturas. Eles também formam a base do portfólio de produtos agrícolas digitais da BASF, incluindo o xarvio FIELD MANAGER, uma plataforma avançada de otimização de culturas.
“As soluções quânticas da Pasqal são ideais para simplificar as simulações computacionais complexas da BASF, uma vez que o hardware quântico amadurece a um ponto em que podemos realmente aproveitar esses algoritmos”, disse o Dr. John Manobianco, modelador meteorológico sênior da divisão de soluções agrícolas da BASF. “Aproveitar a inovação de Pasqal para modelagem climática valida a capacidade da computação quântica de ir além do que pode ser alcançado com a computação clássica de alto desempenho. Esta tecnologia transformacional pode ajudar-nos a preparar-nos para os impactos das alterações climáticas e a impulsionar o progresso rumo a um futuro mais sustentável.”
O trabalho que Pasqal e BASF anunciaram esta semana parece particularmente pertinente à luz recorde de calor que atualmente está rasgando está em toda a Europa. Questionado sobre o que a computação quântica poderia trazer para a luta contra as alterações climáticas a curto prazo, Broer explicou: “Em primeiro lugar, é improvável que o importante problema das alterações climáticas seja mitigado sem mudanças significativas no comportamento humano. No entanto, na Pasqal acreditamos que o progresso tecnológico poderá dar um contributo positivo significativo, para que a mudança comportamental necessária permaneça aceitável e gerível. A principal contribuição da quantum para a mitigação das alterações climáticas é esperada a partir da sua capacidade de melhorar o desempenho de simulações computacionais do tipo “gémeo digital”, que estão rapidamente a tornar-se uma pedra angular da I&D moderna.”
Broer continuou: “Os 'gêmeos digitais' precisos são uma das ferramentas facilitadoras mais eficazes para acelerar a P&D em novas tecnologias sustentáveis. Pasqal espera que nossos métodos quânticos proprietários para resolver equações diferenciais (como aqueles empregados na colaboração BASF) sejam candidatos promissores para demonstrar vantagem quântica inicial já em 2024, embora seja difícil prever quando veremos vantagem quântica para a aplicação específica de modelagem meteorológica ou climática (isso faz parte do escopo da pesquisa em colaboração com a BASF).”
Além do trabalho que a BASF está realizando, outra empresa que trabalha em tecnologia de gêmeos digitais para modelagem climática é a Nvidia, que começou a construir um supercomputador de IA para criar um gêmeo digital de toda a Terra chamado Terra 2. Broer disse que esses gêmeos digitais atualmente “são implementados por meio de fluxos de trabalho computacionais de alto desempenho (HPC), que, hoje, são executados por CPUs clássicas de thread único ou computação paralela empregando GPUs. Para as aplicações HPC do futuro, é provável que sejam necessários recursos computacionais mais diversos para lidar com todas as etapas de forma eficiente e eficaz. Prevemos um futuro a longo prazo onde cada etapa de um fluxo de trabalho de HPC será executada por um tipo especializado de hardware de computação, que está mais bem equipado para resolver o problema matemático específico a ser resolvido nessa etapa. E para determinadas etapas do futuro fluxo de trabalho de HPC, o quantum estará mais bem equipado. Assim, o quantum se tornará parte de um futuro fluxo de trabalho diversificado e híbrido de HPC.”
Dan O'Shea cobriu telecomunicações e tópicos relacionados, incluindo semicondutores, sensores, sistemas de varejo, pagamentos digitais e computação/tecnologia quântica por mais de 25 anos.
