BASF ร่วมมือกับ Pasqal ในการสร้างแบบจำลองสภาพอากาศและอีกมากมาย

Pasqal ผู้พัฒนาโปรเซสเซอร์ควอนตัมอะตอมที่เป็นกลาง ประกาศความร่วมมือกับ BASF ของเยอรมนี ซึ่งเป็นบริษัทเคมีที่ใหญ่ที่สุดในโลก เพื่อสำรวจว่าอัลกอริธึมควอนตัมที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Pasqal สามารถนำไปใช้กับโครงการที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศและแอปพลิเคชันพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณอื่นๆ ได้อย่างไร

จากข้อมูลของ Pasqal บริษัท BASF ได้เริ่มดำเนินการแล้วในช่วงสองปีแรกของโครงการ เพื่อดูว่าในที่สุดแล้วอัลกอริทึมจะสามารถนำมาใช้ในการทำนายรูปแบบสภาพอากาศได้อย่างไร งานที่สามารถดึงกลับไปสู่ความพยายามของ Pasqal ในการทำงานและสนับสนุนสภาพภูมิอากาศ การสร้างแบบจำลอง

Benno Broer ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายการพาณิชย์ของ Pasqal กล่าวกับ IQT News ทางอีเมลว่า "โครงการนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อกำหนดพารามิเตอร์ (ปรับแต่ง สร้างแอปพลิเคชันเฉพาะ) ดำเนินการ (รัน) และทดสอบ (เกณฑ์มาตรฐาน) ตระกูลอัลกอริทึมควอนตัมที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Pasqal สำหรับการแก้สมการเชิงอนุพันธ์: the เรียกว่าอัลกอริทึมในตระกูล Differentiable Quantum Circuits (DQC) (ดูตัวอย่าง https://arxiv.org/abs/2011.10395) กับปัญหาการทำนายรูปแบบสภาพอากาศ ส่วนหนึ่งของการวิจัยจะมุ่งเน้นไปที่ก ทางที่เป็นกลาง-อะตอมเฉพาะทางอะนาล็อก-ดิจิตอล ของการใช้อัลกอริทึมตระกูล DQC

จากการวิจัยของไฮเปอเรี่ยน5% ของการลงทุนด้านคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงทั่วโลกมุ่งเน้นไปที่การสร้างแบบจำลองสภาพอากาศ และสมการเชิงอนุพันธ์ที่ไม่ใช่เชิงเส้นจำนวนมากจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขในแบบจำลองสภาพอากาศตามฟิสิกส์ เนื่องจากสมการเหล่านี้อาจเกี่ยวข้องกับข้อมูลที่ซับซ้อนเกี่ยวกับลม การถ่ายเทความร้อน การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ ความชื้นสัมพัทธ์ โทโพโลยีของภูมิประเทศ และพารามิเตอร์อื่นๆ อีกมากมาย

BASF ใช้พารามิเตอร์ที่สร้างขึ้นโดยแบบจำลองสภาพอากาศเพื่อจำลองผลผลิตพืชผลและระยะการเจริญเติบโต ตลอดจนคาดการณ์การเลื่อนไหลเมื่อใช้ผลิตภัณฑ์อารักขาพืช พวกเขายังเป็นพื้นฐานของกลุ่มผลิตภัณฑ์การทำฟาร์มดิจิทัลของ BASF รวมถึง xarvio FIELD MANAGER ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มการเพิ่มประสิทธิภาพการเพาะปลูกขั้นสูง

“โซลูชันควอนตัมของ Pasqal เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำให้การจำลองการคำนวณที่ซับซ้อนของ BASF ง่ายขึ้น เมื่อฮาร์ดแวร์ควอนตัมเติบโตจนถึงจุดที่เราสามารถใช้ประโยชน์จากอัลกอริทึมเหล่านี้ได้อย่างแท้จริง” ดร. จอห์น มาโนเบียนโก ผู้สร้างแบบจำลองสภาพอากาศอาวุโสของแผนกโซลูชันการเกษตรของ BASF กล่าว “การใช้ประโยชน์จากนวัตกรรมของ Pasqal สำหรับการสร้างแบบจำลองสภาพอากาศช่วยตรวจสอบความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมให้ไปไกลกว่าสิ่งที่สามารถทำได้ด้วยคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงแบบคลาสสิก เทคโนโลยีการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถช่วยให้เราเตรียมพร้อมสำหรับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและขับเคลื่อนความก้าวหน้าไปสู่อนาคตที่ยั่งยืนยิ่งขึ้น”

งานที่ Pasqal และ BASF ประกาศในสัปดาห์นี้ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องเป็นพิเศษในแง่ของ บันทึกความร้อน ที่ตอนนี้กำลังหลั่งไหลไปทั่วยุโรป เมื่อถูกถามว่าควอนตัมคอมพิวติ้งจะนำมาซึ่งการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระยะสั้นได้อย่างไร Broer อธิบายว่า “ประการแรก ปัญหาสำคัญของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่น่าจะบรรเทาลงได้หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมมนุษย์อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม ที่ Pasqal เราเชื่อว่าความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีสามารถส่งผลเชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมที่จำเป็นจึงเป็นที่ยอมรับและจัดการได้ การสนับสนุนที่สำคัญของควอนตัมในการบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคาดว่าจะมาจากความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพของการจำลองคอมพิวเตอร์ประเภท 'คู่แฝดดิจิทัล' ซึ่งกำลังกลายเป็นรากฐานที่สำคัญของการวิจัยและพัฒนาสมัยใหม่อย่างรวดเร็ว”

Broer กล่าวต่อว่า "'digital twins' ที่แม่นยำเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการเพิ่มความเร็ว R&D ให้เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ยั่งยืน Pasqal คาดหวังว่าวิธีการทางควอนตัมที่เป็นกรรมสิทธิ์ของเราในการแก้สมการเชิงอนุพันธ์ (เช่นเดียวกับวิธีที่ใช้ในความร่วมมือของ BASF) มีแนวโน้มว่าจะเป็นผู้สมัครที่จะแสดงข้อได้เปรียบทางควอนตัมในช่วงต้นปี 2024 แม้ว่าจะเป็นเรื่องยากที่จะคาดเดาได้ว่าเราจะเห็นข้อได้เปรียบทางควอนตัมสำหรับการใช้งานเฉพาะของ การสร้างแบบจำลองสภาพอากาศหรือภูมิอากาศ (เป็นส่วนหนึ่งของขอบเขตการวิจัยร่วมกับ BASF)”

นอกเหนือจากงานที่ BASF กำลังทำอยู่ บริษัทอื่นที่ทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีแฝดดิจิทัลสำหรับการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศคือ Nvidia ซึ่งได้เริ่มสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์ AI เพื่อสร้าง แฝดดิจิตอลของโลกทั้งใบ เรียกว่า Earth 2 Broer กล่าวว่าฝาแฝดดิจิตอลดังกล่าวในปัจจุบัน "ถูกนำไปใช้ผ่านเวิร์กโฟลว์การคำนวณประสิทธิภาพสูง (HPC) ซึ่งในปัจจุบันดำเนินการโดย CPU แบบคลาสสิกแบบเธรดเดียวหรือการประมวลผลแบบขนานที่ใช้ GPU สำหรับแอปพลิเคชัน HPC ในอนาคต มีแนวโน้มว่าจะต้องใช้ทรัพยากรการคำนวณที่หลากหลายมากขึ้นเพื่อจัดการทุกขั้นตอนอย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผล เราคาดการณ์ล่วงหน้าถึงอนาคตระยะยาวที่แต่ละขั้นตอนในเวิร์กโฟลว์ HPC จะดำเนินการโดยฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ชนิดพิเศษ ซึ่งพร้อมที่สุดในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์เฉพาะที่จะแก้ไขในขั้นตอนนั้น และสำหรับบางขั้นตอนของเวิร์กโฟลว์ HPC ในอนาคต ควอนตัมจะมีอุปกรณ์ที่ดีที่สุด ดังนั้นควอนตัมจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของเวิร์กโฟลว์ในอนาคตของ HPC ที่หลากหลายและผสมผสาน”

Dan O'Shea ครอบคลุมเรื่องโทรคมนาคมและหัวข้อที่เกี่ยวข้อง เช่น เซมิคอนดักเตอร์ เซ็นเซอร์ ระบบค้าปลีก การชำระเงินดิจิทัล และคอมพิวเตอร์ควอนตัม/เทคโนโลยีมานานกว่า 25 ปี