L'informatique quantique s'attaque aux prévisions d'inondations au Royaume-Uni

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En ce qui concerne les prévisions d'inondations, Multiverse Computing, Oxford Quantum Circuits et Moody's Analytics collaborent tous pour utiliser la technologie quantique pour résoudre ce problème.

By Kenna Hughes-Castleberry posté le 31 oct. 2023

Un nouveau partenariat entre une entreprise leader dans le domaine quantique Informatique multivers, Moody's Analytics, ainsi que les Circuits Oxford Quantum (OQC) a obtenu un financement d'Innovate UK pour exploiter les techniques d'informatique quantique dans le développement de modèles avancés de prévision des inondations, offrant une solution qui dépasse les contraintes des méthodes traditionnelles.

Supervisée par le ministère britannique de l'Environnement, de l'Alimentation et des Affaires rurales, cette initiative vise à renforcer la résilience du Royaume-Uni face aux phénomènes météorologiques extrêmes intensifiés par le changement climatique. Le pays espère améliorer ses mesures d’adaptation en utilisant la dynamique des fluides computationnelle assistée par quantique.

La collaboration a assuré sa position dans la phase 1 du Quantum Catalyst Fund du gouvernement britannique avec sa proposition intitulée « Modélisation des inondations assistée par quantum : analyse pionnière à grande échelle pour une évaluation améliorée des risques. » L’objectif principal est d’exploiter l’informatique quantique pour relever les défis informatiques présents dans la modélisation des inondations à grande échelle. Cela promet un processus d’évaluation et de gestion des risques plus précis et plus efficace.

En tête, Multiverse Computing s’occupera des aspects techniques, notamment la formulation du problème et le développement des algorithmes. OQC devrait fournir du matériel quantique et des ressources supplémentaires. Moody's Analytics, réputé pour son expertise en matière de gestion des risques mondiaux, fournira des connaissances du secteur, des exigences en matière de données et des informations précieuses sur l'efficacité informatique.

Marées montantes avec le changement climatique

Les experts prédisent qu'avec l'augmentation de au réchauffement climatique, plus extrême événements météorologiques, y compris les inondations, deviendront plus fréquentes. Sans prévisions précises des inondations, les gouvernements et les citoyens ne peuvent pas se préparer correctement aux futures inondations. Il est donc difficile pour les villes de mieux se rétablir après une inondation catastrophique. « Un risque accru d'inondations est l'une des adaptations au changement climatique les plus difficiles auxquelles le Royaume-Uni est confronté », a expliqué Victor Gaspar, directeur des ventes chez Multiverse Computing. "Ce risque est suffisamment important pour avoir un impact sur le produit intérieur brut du pays à terme."

Améliorer les prévisions des inondations

Le paysage actuel de la modélisation des inondations repose largement sur des modèles hydrodynamiques bidimensionnels. Basés sur les équations en eaux peu profondes (SWE), ces modèles sont essentiels pour prédire des événements tels que des ruptures de barrages, des ondes de tempête et des vagues de crues de rivières.

Cependant, les exigences informatiques étendues de ces simulations limitent souvent leur évolutivité et leur résolution. "Les problèmes de dynamique des fluides sont difficiles à modéliser à l'aide d'ordinateurs classiques en raison du nombre élevé de variables impliquées", a expliqué Gaspar. « Notre solution sera capable de gérer ces variables avec plus de succès que les solutions classiques et offrira des prévisions de risques plus précises. »

Alors que des solutions telles que le calcul parallèle et basé sur GPU ont été mises en œuvre pour accélérer le processus, l'introduction de l'informatique quantique ouvre de nouveaux horizons.

Le projet réalisé par ces trois collaborateurs utilisera un algorithme de réseau neuronal éclairé par la physique quantique (QPINN), qui fusionne le traitement des données classique avec le traitement quantique à l'aide d'un circuit quantique variationnel (VQC).

La phase 1, d'une durée de trois mois, se termine le 30 novembre 2023. Ensuite, la phase 2 s'étendra sur 15 mois, commençant en janvier 2024. La progression vers la deuxième phase dépend de la réussite de la première.

Gaspar a ajouté : « Nous espérons qu'à l'avenir, notre travail informera les décideurs politiques du monde des affaires et du gouvernement et soutiendra de nouvelles incitations pour planifier différemment en cas d'augmentation des risques d'inondation. Cela pourrait inclure de nouvelles protections pour les bâtiments situés sur le rivage, une prise de décision éclairée concernant les nouvelles constructions dans les zones à haut risque et une meilleure compréhension du niveau de risque pour les propriétés qui ne sont actuellement pas considérées comme situées dans des zones sujettes aux inondations.

Kenna Hughes-Castleberry est rédactrice à Inside Quantum Technology et communicatrice scientifique à JILA (un partenariat entre l'Université du Colorado à Boulder et le NIST). Ses rythmes d'écriture incluent la technologie profonde, l'informatique quantique et l'IA. Son travail a été présenté dans Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica, et plus encore.