מחשוב קוונטי לוקח על עצמו תחזיות שיטפונות בבריטניה - בתוך טכנולוגיה קוונטית

שותפות חדשה בין חברת קוונטים מובילה מחשוב רב-יקומי, מודי'ס אנליטיקס, ו מעגלי הקוונטים באוקספורד (OQC) השיגה מימון מ-Innovate UK למינוף טכניקות מחשוב קוונטי בפיתוח מודלים מתקדמים לחיזוי שיטפונות, המציעים פתרון העולה על המגבלות של השיטות המסורתיות.

יוזמה זו, בפיקוח משרד הסביבה, המזון והכפר של בריטניה, שואפת להגביר את חוסנה של בריטניה כנגד תופעות מזג אוויר קיצוניות המועצמות כתוצאה משינויי אקלים. האומה מקווה לשפר את אמצעי ההסתגלות שלה על ידי שימוש בדינמיקת נוזלים חישובית בעזרת קוונטים.

שיתוף הפעולה הבטיח את מקומם בשלב 1 של קרן Quantum Catalyst של ממשלת בריטניה עם הצעתם שכותרתה "מודלים קוונטיים בסיוע הצפה: ניתוח בקנה מידה גדול להערכת סיכונים משופרת". המטרה העיקרית היא לרתום את המחשוב הקוונטי להתמודדות עם האתגרים החישוביים הקיימים במודלים של שיטפונות בקנה מידה גדול. זה מבטיח תהליך הערכת וניהול סיכונים מדויק ויעיל יותר.

מי שמוביל את המשימה, Multiverse Computing יטפל בהיבטים הטכניים, לרבות ניסוח הבעיה ופיתוח אלגוריתמים. OQC אמור לספק חומרה קוונטית ומשאבים נוספים. Moody's Analytics, הידועה במומחיות שלה בניהול סיכונים גלובלי, תספק ידע בתעשייה, תנאי נתונים ותובנות חשובות לגבי יעילות חישובית.

הגאות והשפל עם שינויי אקלים

מומחים צופים כי עם העלייה ב התחממות כדור הארץ, קיצוני יותר אירועי מזג אוויר, כולל הצפות, יהפכו נפוצים יותר. ללא תחזיות שיטפונות מדויקות, ממשלות ואזרחים לא יכולים להתכונן כראוי לאירועי שיטפונות עתידיים. זה מקשה על עיירות וערים להתאושש טוב יותר לאחר שיטפון קטסטרופלי. "סיכון מוגבר להצפות הוא אחד מההתאמות המאתגרות ביותר לשינויי האקלים העומדים בפני בריטניה", פירט ויקטור גאספר, סמנכ"ל המכירות ב-Multiverse Computing. "סיכון זה משמעותי מספיק כדי להשפיע על התוצר המקומי הגולמי של המדינה לאורך זמן."

שיפור תחזיות שיטפונות

הנוף הנוכחי של דוגמנות שיטפונות נשען במידה רבה על מודלים הידרודינמיים דו מימדיים. בהתבסס על משוואות המים הרדודים (SWE), המודלים הללו חיוניים לחיזוי אירועים כמו פריצות סכר, גלי סערה וגלי שיטפונות נהרות.

עם זאת, הדרישות החישוביות הנרחבות של סימולציות אלה מגבילות לעתים קרובות את יכולת ההרחבה והרזולוציה שלהן. "בעיות דינמיקה של נוזלים קשות למודל באמצעות מחשבים קלאסיים בגלל המספר הגבוה של משתנים המעורבים", הסביר גספר. "הפתרון שלנו יוכל לנהל את המשתנים הללו בצורה מוצלחת יותר מפתרונות קלאסיים ולהציע תחזיות סיכונים מדויקות יותר."

בעוד שפתרונות כמו מחשוב מקביל ומבוסס GPU יושמו כדי לזרז את התהליך, הצגת המחשוב הקוונטי מביאה אופקים חדשים.

הפרויקט שהופק על ידי שלושת משתפי הפעולה הללו ישתמש באלגוריתם של רשתות עצביות מבוססות פיזיקה קוונטית (QPINN), אשר ממזג עיבוד נתונים קלאסי עם עיבוד קוונטי באמצעות מעגל קוונטי משתנה (VQC).

שלב 1, שנמשך שלושה חודשים, מסתיים ב-30 בנובמבר 2023. לאחר מכן, שלב 2 יתפרש על פני 15 חודשים, שיתחיל בינואר 2024. ההתקדמות לשלב השני מותנית בשיאו המוצלח של הראשון.

גספר הוסיף: "אנחנו מצפים שבעתיד העבודה שלנו ליידע את קובעי המדיניות בעסקים ובממשל ולתמוך בתמריצים חדשים לתכנן אחרת לסיכון מוגבר לשיטפונות. זה יכול לכלול הגנות חדשות למבנים על קו החוף, קבלת החלטות מושכלת לגבי בנייה חדשה באזורים בסיכון גבוה והבנה טובה יותר של רמת הסיכון לנכסים שאינם נחשבים כיום במקומות מועדים להצפות".

קנה יוז-קסטלברי היא כותבת צוות ב-Inside Quantum Technology ו-Science Communicator ב-JILA (שותפות בין אוניברסיטת קולורדו בולדר ו-NIST). פעימות הכתיבה שלה כוללות טכנולוגיה עמוקה, מחשוב קוונטי ובינה מלאכותית. עבודתה הוצגה ב-Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica ועוד.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-computing-takes-on-flood-predictions-in-the-uk/