Το "Inside Scoop" της Inside Quantum Technology: Κβαντικές και φυσικές καταστροφές

Το "Inside Scoop" της Inside Quantum Technology: Κβαντικές και φυσικές καταστροφές

Οι φυσικές καταστροφές επηρεάζουν σχεδόν όλους σε όλο τον κόσμο, αλλά τώρα μπορεί να υπάρχουν τρόποι να βοηθήσουν στην πρόβλεψη και τον μετριασμό αυτών των καταστάσεων χάρη στον κβαντικό υπολογισμό.
By Kenna Hughes-Castleberry δημοσιεύτηκε 28 Απριλίου 2023

Οι φυσικές καταστροφές όπως οι τυφώνες, οι σεισμοί και τα τσουνάμι έχουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν καταστροφικές ζημιές σε υποδομές, περιουσίες και ανθρώπινες ζωές. Η πρόβλεψη και ο μετριασμός αυτών των καταστροφών είναι ένα δύσκολο έργο και επιστήμονες και ερευνητές έχουν εξερευνήσει διάφορες τεχνολογίες για να βοηθήσουν σε αυτές τις προσπάθειες. Κβαντική υπολογιστική είναι μία από αυτές τις διάφορες τεχνολογίες που θα μπορούσαν να προσφέρουν πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα. Από τη μέτρηση των κυμάτων βαρύτητας μέχρι τις προβλέψεις καιρού, αυτοί οι υπολογιστές επόμενης γενιάς μπορεί να είναι το κλειδί για τη δημιουργία πιο αποτελεσματικών συστημάτων προειδοποίησης και μετριασμού φυσικών καταστροφών.

Εξέταση δορυφορικών δεδομένων

Επειδή πολλές από αυτές τις φυσικές καταστροφές, ειδικά τσουνάμι ή τυφώνες, μπορούν να προβληθούν μέσω δορυφόρος, Οι δορυφορικές εικόνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βάση δεδομένων για ανάλυση κβαντικών υπολογιστών. Αναλύοντας τεράστιες ποσότητες δεδομένων που συλλέγονται από αισθητήρες και οι δορυφόροι, οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να προβλέψουν περιοχές που κινδυνεύουν περισσότερο από αυτές τις φυσικές καταστροφές, καθώς και πιθανά χρόνια όπου η εποχή τσουνάμι ή τυφώνων μπορεί να είναι ιδιαίτερα άσχημη. Για παράδειγμα, τα δεδομένα για τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, τα ωκεάνια ρεύματα και τη σεισμική δραστηριότητα μπορούν όλα να αναλυθούν για να παρέχουν πιο ακριβείς προβλέψεις σε όλο τον κόσμο.

Πρόγνωση καιρού

Ο κβαντικός υπολογιστής μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει στη δημιουργία προβλέψεων καιρού, οι οποίες με τη σειρά τους θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον μετριασμό περισσότερων φυσικών καταστροφών που βασίζονται στον καιρό, όπως π.χ. ανεμοστρόβιλοι ή ξαφνικές πλημμύρες. Με τους αλγόριθμους βελτιστοποίησης, ο κβαντικός υπολογισμός θα μπορούσε να βοηθήσει στη δημιουργία ενός πιο αποτελεσματικού συστήματος προειδοποίησης για αυτά τα συμβάντα ή στη δημιουργία χαρτών για το πού να τοποθετηθούν οι σειρήνες και άλλες συσκευές προειδοποίησης, ώστε να μπορούν να ακουστούν από όλους.

Μετρήσεις Σεισμών

Σε πρόσφατο άρθρο για Ανακαλύψτε περιοδικό, Πήρα συνέντευξη Δρ Daniel Boddice, ένας καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ, ο οποίος εξετάζει τη χρήση κβαντικής τεχνολογίας για τη μέτρηση των σεισμών και την πρόβλεψη του πού μπορεί να χτυπήσουν στη συνέχεια. Καθώς οι σεισμοί είναι σχεδόν αδύνατο να προβλεφθούν (οι περισσότερες εκτιμήσεις δίνουν ένα εύρος έτους), η ύπαρξη ενός πιο ευαίσθητου συστήματος, ενός συστήματος που κοιτάζει τα κύματα βαρύτητας της γης, μπορεί να είναι χρήσιμο για τη δημιουργία ενός πιο αποτελεσματικού συστήματος προειδοποίησης, σώζοντας ζωές στη διαδικασία.

Μετριασμός Φυσικών Καταστροφών

Ο κβαντικός υπολογιστής μπορεί επίσης να βοηθήσει στον μετριασμό των επιπτώσεων των φυσικών καταστροφών. Για παράδειγμα, στην περίπτωση σεισμών, μπορούν να χρησιμοποιηθούν κβαντικοί υπολογιστές υποκρίνομαι τη συμπεριφορά κτιρίων και άλλων κατασκευών κάτω από διαφορετικές σεισμικές συνθήκες. Εκτελώντας αυτές τις προσομοιώσεις, οι μηχανικοί μπορούν να εντοπίσουν τα αδύνατα σημεία σε κτίρια και άλλες κατασκευές και να αναπτύξουν στρατηγικές για να τα καταστήσουν πιο ανθεκτικά στους σεισμούς. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στην ελαχιστοποίηση των ζημιών και να σώσει ζωές σε περίπτωση σεισμού. Η ίδια διαδικασία μπορεί να επαναληφθεί με άλλες κατασκευές, όπως γραμμές τρένου, βοηθώντας στην ελαχιστοποίηση τυχόν εκτροχιασμού τρένου.

Ομοίως, ο κβαντικός υπολογιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προσομοίωση της συμπεριφοράς των παράκτιων περιοχών κατά τη διάρκεια τυφώνων και άλλων σοβαρών καιρικών φαινομένων. Εκτελώντας αυτές τις προσομοιώσεις, οι ερευνητές μπορούν να εντοπίσουν περιοχές που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο πλημμύρας ή άλλης ζημιάς και να αναπτύξουν στρατηγικές για την προστασία αυτών των περιοχών. Για παράδειγμα, μπορούν να κατασκευαστούν θαλάσσια τείχη και άλλα εμπόδια για την προστασία των παράκτιων κοινοτήτων από καταιγίδες και μπορούν να αναπτυχθούν σχέδια εκκένωσης για να βοηθήσουν τους ανθρώπους να εκκενώσουν με ασφάλεια περιοχές που διατρέχουν υψηλό κίνδυνο πλημμύρας.

Ενώ ο κβαντικός υπολογιστής έχει ακόμη πολύ δρόμο να διανύσει για να βοηθήσει στην προώθηση των συστημάτων προειδοποίησης για φυσικές καταστροφές, τα πολλά οφέλη που προβλέπεται να συμβούν μπορεί να είναι σημαντικά για να καταστήσουμε τον κόσμο μας πιο ανθεκτικό σε αυτές τις καταστάσεις και να βοηθήσουν στη διάσωση χιλιάδων ζωών η διαδικασία.

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, το μετασύμπαν και την κβαντική τεχνολογία.

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Μέσα στην Κβαντική Τεχνολογία