By Dan O'Shea objavljeno 20. julij 2022
Pasqal, razvijalec kvantnih procesorjev z nevtralnimi atomi, je napovedal partnerstvo z nemškim BASF, največjim kemičnim podjetjem na svetu, da bi raziskal, kako bi lahko Pasqalove lastniške kvantne algoritme uporabili pri projektih, povezanih z vremenom, in drugih aplikacijah računalniške dinamike tekočin.
Po besedah Pasqala je BASF že začel z začetno dveletno fazo projekta, da bi preučil, kako bi lahko njegove algoritme sčasoma uporabili za napovedovanje vremenskih vzorcev, delo, ki se lahko vrne tudi v Pasqalova prizadevanja za delo in podporo podnebju manekenstvo.
Benno Broer, glavni komercialni direktor pri Pasqalu, je za IQT News po e-pošti povedal: »Konkretno je ta projekt namenjen parametrizaciji (prikrojitvi, izdelavi specifični za aplikacijo), implementaciji (zagonu) in testiranju (primerjanje) Pasqalove lastniške družine kvantnih algoritmov za reševanje diferencialnih enačb: tako imenovana družina algoritmov Differentiable Quantum Circuits (DQC) (glej npr. https://arxiv.org/abs/2011.10395) k problemu napovedovanja vremenskih vzorcev. Del raziskave se bo osredotočil tudi na a analogno-digitalni način, specifičen za nevtralne atome implementacije družine algoritmov DQC.
Glede na Hyperion Research5 % globalnih naložb v visoko zmogljivo računalništvo je osredotočenih na vremensko modeliranje, številne nelinearne diferencialne enačbe pa je treba rešiti na vremenskih modelih, ki temeljijo na fiziki, saj lahko vključujejo zapleten niz podatkov o vetrovih, prenosu toplote, sončnem sevanju , relativna vlažnost, topologija terena in številni drugi parametri.
BASF uporablja parametre, ki jih generirajo vremenski modeli, za simulacijo pridelkov in stopenj rasti ter za napovedovanje premika pri nanašanju sredstev za zaščito rastlin. Prav tako tvorijo osnovo BASF-ovega portfelja izdelkov za digitalno kmetovanje, vključno z xarvio FIELD MANAGER, napredno platformo za optimizacijo pridelkov.
»Pasqalove kvantne rešitve so idealne za poenostavitev zapletenih računalniških simulacij družbe BASF, ko kvantna strojna oprema dozori do točke, ko lahko dejansko izkoristimo te algoritme,« je povedal dr. John Manobianco, višji vremenski modelar v oddelku za kmetijske rešitve družbe BASF. »Izkoriščanje Pasqalove inovacije za modeliranje vremena potrjuje sposobnost kvantnega računalništva, da preseže tisto, kar je mogoče doseči s klasičnim visokozmogljivim računalništvom. Takšna transformacijska tehnologija nam lahko pomaga, da se pripravimo na vplive podnebnih sprememb in spodbujamo napredek k bolj trajnostni prihodnosti.«
Delo, ki sta ga Pasqal in BASF napovedala ta teden, se zdi še posebej pomembno v luči beleži toploto da je trenutno trganje po vsej Evropi. Na vprašanje, kaj bi lahko kvantno računalništvo kratkoročno prineslo boju proti podnebnim spremembam, je Broer pojasnil: »Prvič, pomembnega problema podnebnih sprememb verjetno ne bo mogoče ublažiti brez bistvenih sprememb v človeškem vedenju. Vendar pri Pasqalu verjamemo, da bi lahko tehnološki napredek pomembno pozitivno prispeval, tako da zahtevana vedenjska sprememba ostane sprejemljiva in obvladljiva. Ključni prispevek quantum-a k blaženju podnebnih sprememb se pričakuje od njegove zmožnosti izboljšanja učinkovitosti računalniških simulacij tipa "digitalnih dvojčkov", ki hitro postajajo temelj sodobnih raziskav in razvoja."
Broer je nadaljeval: »Natančni 'digitalni dvojčki' so eno najučinkovitejših orodij za pospešitev raziskav in razvoja trajnostnih novih tehnologij. Pasqal pričakuje, da so naše lastniške kvantne metode za reševanje diferencialnih enačb (kot so tiste, uporabljene v sodelovanju BASF) obetavni kandidati za predstavitev zgodnje kvantne prednosti že leta 2024, čeprav je težko napovedati, kdaj bomo videli kvantno prednost za specifično uporabo modeliranje vremena ali podnebja (to je del obsega raziskav v sodelovanju z BASF).«
Poleg dela, ki ga opravlja BASF, je drugo podjetje, ki se ukvarja s tehnologijo digitalnih dvojčkov za podnebno modeliranje, Nvidia, ki je začela graditi superračunalnik AI za ustvarjanje digitalni dvojček celotne Zemlje imenovan Earth 2. Broer je dejal, da se takšni digitalni dvojčki trenutno »izvajajo z visokozmogljivimi računalniškimi (HPC) delovnimi tokovi, ki jih danes izvajajo enonitni klasični procesorji ali vzporedno računalništvo, ki uporablja grafične procesorje. Za aplikacije HPC prihodnosti bo verjetno potrebnih več raznolikih računalniških virov za učinkovito in uspešno obvladovanje vseh korakov. Predvidevamo dolgoročno prihodnost, v kateri bo vsak korak v delovnem toku HPC izveden s specializirano vrsto računalniške strojne opreme, ki je najbolje opremljena za reševanje specifičnega matematičnega problema, ki ga je treba rešiti v tem koraku. In za nekatere korake prihodnjega HPC delovnega toka bo kvant najbolje opremljen. Tako bo kvant postal del raznolikega in hibridnega prihodnjega delovnega toka HPC.«
Dan O'Shea že več kot 25 let pokriva telekomunikacije in sorodne teme, vključno s polprevodniki, senzorji, maloprodajnimi sistemi, digitalnimi plačili in kvantnim računalništvom/tehnologijo.
