Ο Κβαντικός Υπολογισμός αντιμετωπίζει τις προβλέψεις πλημμύρας στο Ηνωμένο Βασίλειο – Μέσα στην Κβαντική Τεχνολογία

Μια νέα συνεργασία μεταξύ κορυφαίας κβαντικής εταιρείας Πολυσύμπαν Υπολογισμός, Moody's Analytics, και Κβαντικά κυκλώματα της Οξφόρδης (OQC) εξασφάλισε χρηματοδότηση από την Innovate UK για να αξιοποιήσει τεχνικές κβαντικής υπολογιστικής στην ανάπτυξη προηγμένων μοντέλων πρόβλεψης πλημμυρών, προσφέροντας μια λύση που ξεπερνά τους περιορισμούς των παραδοσιακών μεθόδων.

Αυτή η πρωτοβουλία, υπό την επίβλεψη του Υπουργείου Περιβάλλοντος, Τροφίμων και Αγροτικών Υποθέσεων του Ηνωμένου Βασιλείου, φιλοδοξεί να ενισχύσει την ανθεκτικότητα του Ηνωμένου Βασιλείου έναντι των ακραίων καιρικών φαινομένων που εντείνονται από την κλιματική αλλαγή. Το έθνος ελπίζει να ενισχύσει τα προσαρμοστικά μέτρα του χρησιμοποιώντας κβαντική υποβοηθούμενη υπολογιστική ρευστοδυναμική.

Η συνεργασία εξασφάλισε τη θέση τους στη Φάση 1 του Ταμείου Quantum Catalyst της κυβέρνησης του Ηνωμένου Βασιλείου με την πρότασή τους με τίτλο "Quantum-Assisted Flood Modeling: Pioneering Large-Scale Analysis for Enhanced Risk Assessment". Ο κύριος στόχος είναι η αξιοποίηση των κβαντικών υπολογιστών για την αντιμετώπιση των υπολογιστικών προκλήσεων που υπάρχουν στη μοντελοποίηση πλημμυρών μεγάλης κλίμακας. Αυτό υπόσχεται μια πιο ακριβή και αποτελεσματική διαδικασία αξιολόγησης και διαχείρισης κινδύνου.

Καθοδηγώντας τη χρέωση, η Multiverse Computing θα χειριστεί τις τεχνικές πτυχές, συμπεριλαμβανομένης της διατύπωσης του προβλήματος και της ανάπτυξης αλγορίθμων. Το OQC έχει ρυθμιστεί να παρέχει κβαντικό υλικό και πρόσθετους πόρους. Η Moody's Analytics, γνωστή για την εξειδίκευσή της στη διαχείριση παγκόσμιων κινδύνων, θα παρέχει γνώσεις του κλάδου, προδιαγραφές δεδομένων και πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την υπολογιστική απόδοση.

Ανοδικές Παλίρροιες με την Κλιματική Αλλαγή

Οι ειδικοί προβλέπουν ότι με την αύξηση του υπερθέρμανση του πλανήτη, πιο ακραίο καιρικά φαινόμενα, συμπεριλαμβανομένων των πλημμυρών, θα γίνουν πιο συνηθισμένες. Χωρίς ακριβείς προβλέψεις πλημμυρών, οι κυβερνήσεις και οι πολίτες δεν μπορούν να προετοιμαστούν σωστά για μελλοντικές πλημμύρες. Αυτό καθιστά δύσκολο για τις πόλεις και τις πόλεις να ανακάμψουν καλύτερα μετά από μια καταστροφική πλημμύρα. «Ο αυξημένος κίνδυνος πλημμύρας είναι μια από τις πιο δύσκολες προσαρμογές στην κλιματική αλλαγή που αντιμετωπίζει το Ηνωμένο Βασίλειο», εξηγεί ο Victor Gaspar, Chief Sales Officer της Multiverse Computing. «Αυτός ο κίνδυνος είναι αρκετά σημαντικός ώστε να έχει αντίκτυπο στο ακαθάριστο εγχώριο προϊόν της χώρας με την πάροδο του χρόνου».

Βελτίωση προβλέψεων για πλημμύρες

Το σημερινό τοπίο της μοντελοποίησης πλημμύρας βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε δισδιάστατα υδροδυναμικά μοντέλα. Με βάση τις Εξισώσεις Ρηχών Νερών (SWE), αυτά τα μοντέλα είναι ζωτικής σημασίας για την πρόβλεψη γεγονότων όπως διαρρήξεις φραγμάτων, καταιγίδες και κύματα πλημμύρας ποταμών.

Ωστόσο, οι εκτεταμένες υπολογιστικές απαιτήσεις αυτών των προσομοιώσεων συχνά περιορίζουν την επεκτασιμότητα και την ανάλυσή τους. «Τα προβλήματα δυναμικής ρευστών είναι υπολογιστικά δύσκολο να μοντελοποιηθούν χρησιμοποιώντας κλασικούς υπολογιστές λόγω του μεγάλου αριθμού των μεταβλητών που εμπλέκονται», εξήγησε ο Gaspar. «Η λύση μας θα είναι σε θέση να διαχειρίζεται αυτές τις μεταβλητές με μεγαλύτερη επιτυχία από τις κλασικές λύσεις και να προσφέρει πιο ακριβείς προβλέψεις κινδύνου».

Ενώ λύσεις όπως ο παράλληλος υπολογισμός και ο υπολογισμός που βασίζεται σε GPU έχουν εφαρμοστεί για να επιταχυνθεί η διαδικασία, η εισαγωγή του κβαντικού υπολογισμού φέρνει νέους ορίζοντες.

Το έργο που παράγεται από αυτούς τους τρεις συνεργάτες θα χρησιμοποιεί έναν αλγόριθμο Quantum Physics-Informed Neural Network (QPINN), ο οποίος συνδυάζει την κλασική επεξεργασία δεδομένων με την κβαντική επεξεργασία χρησιμοποιώντας ένα Variational Quantum Circuit (VQC).

Η Φάση 1, διάρκειας τριών μηνών, ολοκληρώνεται στις 30 Νοεμβρίου 2023. Στη συνέχεια, η Φάση 2 θα διαρκέσει 15 μήνες, ξεκινώντας τον Ιανουάριο του 2024. Η μετάβαση στη δεύτερη φάση εξαρτάται από την επιτυχή ολοκλήρωση της πρώτης.

Ο Gaspar πρόσθεσε: «Αναμένουμε στο μέλλον το έργο μας να ενημερώσουμε τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής στις επιχειρήσεις και την κυβέρνηση και να υποστηρίξουμε νέα κίνητρα για διαφορετικό σχεδιασμό για αυξημένο κίνδυνο πλημμύρας. Αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει νέες προστασίες για κτίρια στην ακτογραμμή, ενημερωμένη λήψη αποφάσεων σχετικά με νέες κατασκευές σε περιοχές υψηλού κινδύνου και καλύτερη κατανόηση του επιπέδου κινδύνου για ακίνητα που δεν θεωρούνται επί του παρόντος ότι βρίσκονται σε πλημμυρικά μέρη».

Ο Kenna Hughes-Castleberry είναι συγγραφέας προσωπικού στο Inside Quantum Technology και Επιστήμονας Επικοινωνίας στο JILA (μια συνεργασία μεταξύ του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Boulder και του NIST). Τα συγγραφικά της beats περιλαμβάνουν τη βαθιά τεχνολογία, τον κβαντικό υπολογισμό και την τεχνητή νοημοσύνη. Η δουλειά της έχει παρουσιαστεί στα περιοδικά Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica και άλλα.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-computing-takes-on-flood-predictions-in-the-uk/