巴斯夫与 Pasqal 就天气建模等开展合作

中性原子量子处理器开发商 Pasqal 宣布与全球最大的化学公司德国巴斯夫公司建立合作伙伴关系，以探索如何将 Pasqal 的专有量子算法用于与天气相关的项目和其他计算流体动力学应用。

根据 Pasqal 的说法，巴斯夫已经开始了该项目的最初两年阶段，以研究其算法最终如何用于预测天气模式，这些工作也可以反馈到 Pasqal 致力于和支持气候的努力中造型。

Pasqal 的首席商务官 Benno Broer 通过电子邮件告诉 IQT News，“具体来说，这个项目旨在参数化（定制，使应用程序特定），实施（运行）和测试（基准）Pasqal 专有的用于求解微分方程的量子算法系列：所谓的可微分量子电路 (DQC) 系列算法（参见，例如 https://arxiv.org/abs/2011.10395) 预测天气模式的问题。 部分研究还将关注 中性原子特定模拟数字方式 实现 DQC 系列算法。

根据 Hyperion Research，全球 5% 的高性能计算投资集中在天气建模上，并且需要在基于物理的天气模型上求解大量非线性微分方程，因为它们可能涉及风、热传递、太阳辐射等方面的一系列复杂数据、相对湿度、地形拓扑和许多其他参数。

巴斯夫使用天气模型生成的参数来模拟作物产量和生长阶段，并预测施用作物保护产品时的漂移。 它们还构成了巴斯夫数字农业产品组合的基础，包括先进的作物优化平台 xarvio FIELD MANAGER。

“一旦量子硬件成熟到我们可以实际利用这些算法的程度，Pasqal 的量子解决方案非常适合简化巴斯夫的复杂计算模拟，”巴斯夫农业解决方案部门高级天气建模师 John Manobianco 博士说。 “利用 Pasqal 的天气建模创新验证了量子计算超越经典高性能计算所能实现的能力。 这种转型技术可以帮助我们为气候变化的影响做好准备，并推动朝着更可持续的未来迈进。”

Pasqal 和巴斯夫本周宣布的工作似乎特别相关 记录热量 目前撕裂整个欧洲。 当被问及量子计算在短期内可以为气候变化斗争带来什么时，Broer 解释说：“首先，如果人类行为不发生重大变化，气候变化这一重要问题就不可能得到缓解。 然而，在 Pasqal，我们相信技术进步可以做出重大的积极贡献，因此所需的行为改变仍然可以接受和管理。 预计量子对缓解气候变化的关键贡献在于它能够提高“数字双胞胎”类型计算机模拟的性能，这些模拟正在迅速成为现代研发的基石。”

Broer 继续说道，“准确的‘数字双胞胎’是加速可持续新技术研发的最有效工具之一。 Pasqal 预计，我们用于求解微分方程的专有量子方法（如 BASF 合作中采用的方法）有望在 2024 年展示早期量子优势，尽管很难预测我们何时会看到量子优势在具体应用中的应用天气或气候建模（这是与巴斯夫合作的研究范围的一部分）。”

除了巴斯夫正在进行的工作外，另一家致力于气候建模数字孪生技术的公司是 Nvidia，该公司已开始构建人工智能超级计算机以创建一个 整个地球的数字双胞胎 称为 Earth 2。Broer 表示，此类数字双胞胎目前“是通过高性能计算 (HPC) 工作流实现的，如今，这些工作流由单线程经典 CPU 或使用 GPU 的并行计算执行。 对于未来的 HPC 应用程序，可能需要更多样化的计算资源来高效且有效地处理所有步骤。 我们预见到一个长期的未来，其中 HPC 工作流中的每个步骤都由专门类型的计算硬件执行，这些硬件最适合解决该步骤中要解决的特定数学问题。 对于未来 HPC 工作流的某些步骤，量子将是最好的装备。 因此，量子将成为多样化和混合的 HPC 未来工作流程的一部分。”

Dan O'Shea 研究电信和相关主题，包括半导体、传感器、零售系统、数字支付和量子计算/技术超过 25 年。