양자 컴퓨팅이 영국의 홍수 예측을 담당합니다 - Inside Quantum Technology

양자 컴퓨팅이 영국의 홍수 예측을 담당합니다 – Inside Quantum Technology

타임 스탬프 : 31 년 2023 월 8 일 오전 08:XNUMX
홍수 예측을 살펴보면 Multiverse Computing, Oxford Quantum Circuits 및 Moody's Analytics가 양자 기술을 사용하여 이 문제를 해결하기 위해 모두 협력하고 있습니다.
By 케나 휴즈-캐슬베리 31년 2023월 XNUMX일 게시됨

선도적인 양자 기업 간의 새로운 파트너십 멀티버스 컴퓨팅, 무디스애널리틱스, 및 옥스포드 양자 회로 (OQC)는 고급 홍수 예측 모델 개발에 양자 컴퓨팅 기술을 활용하여 기존 방법의 제약을 뛰어넘는 솔루션을 제공하기 위해 Innovate UK로부터 자금을 확보했습니다.

영국 환경, 식품, 농촌부(Department of Environment, Food, and Rural Affairs)가 감독하는 이 계획은 기후 변화로 인해 심화되는 극한 기상 현상에 대한 영국의 회복력을 강화하는 것을 목표로 합니다. 국가는 양자 보조 전산 유체 역학을 사용하여 적응 조치를 강화하기를 희망합니다.

이 협력은 "양자 지원 홍수 모델링: 향상된 위험 평가를 위한 선구적인 대규모 분석"이라는 제목의 제안으로 영국 정부의 양자 촉매 기금의 1단계에서 입지를 확보했습니다. 주요 목표는 양자 컴퓨팅을 활용하여 대규모 홍수 모델링에 존재하는 계산 문제를 해결하는 것입니다. 이를 통해 보다 정확하고 효율적인 위험 평가 및 관리 프로세스가 보장됩니다.

책임을 주도하는 Multiverse Computing은 문제 공식화 및 알고리즘 개발을 포함한 기술적 측면을 처리합니다. OQC는 양자 하드웨어 및 추가 리소스를 제공하도록 설정되었습니다. 글로벌 위험 관리 분야의 전문성으로 유명한 Moody's Analytics는 업계 지식, 데이터 규정 및 계산 효율성에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 것입니다.

기후 변화로 인한 밀물

전문가들은 증가세를 예상하고 있다. 지구 온난화, 더 극단적인 날씨 이벤트홍수를 포함해 더 흔한 일이 될 것입니다. 정확한 홍수 예측 없이는 정부와 시민이 향후 홍수 사건에 제대로 대비할 수 없습니다. 이로 인해 재앙적인 홍수가 발생한 후 마을과 도시가 더 잘 복구되기가 어렵습니다. Multiverse Computing의 최고 영업 책임자인 Victor Gaspar는 “홍수 위험 증가는 영국이 직면한 가장 어려운 기후 변화 적응 중 하나입니다.”라고 설명했습니다. “이러한 위험은 시간이 지남에 따라 국가의 국내총생산(GDP)에 영향을 미칠 만큼 심각합니다.”

홍수 예측 개선

현재의 홍수 모델링 환경은 XNUMX차원 유체역학 모델에 크게 의존하고 있습니다. 얕은 물 방정식(SWE)을 기반으로 하는 이 모델은 댐 붕괴, 폭풍 해일, 강의 홍수 파도와 같은 사건을 예측하는 데 중요합니다.

그러나 이러한 시뮬레이션의 광범위한 계산 요구로 인해 확장성과 해상도가 제한되는 경우가 많습니다. Gaspar는 “유체 역학 문제는 관련된 변수의 수가 많기 때문에 기존 컴퓨터를 사용하여 계산적으로 모델링하기가 어렵습니다.”라고 설명했습니다. "우리 솔루션은 기존 솔루션보다 이러한 변수를 더 성공적으로 관리하고 더 정확한 위험 예측을 제공할 수 있습니다."

프로세스를 가속화하기 위해 병렬 및 GPU 기반 컴퓨팅과 같은 솔루션이 구현되었지만 양자 컴퓨팅의 도입은 새로운 지평을 열었습니다.

이 세 협력자가 제작한 프로젝트는 VQC(Variational Quantum Circuit)를 사용하는 양자 처리와 기존 데이터 처리를 융합하는 QPINN(Quantum Physics-Informed Neural Network) 알고리즘을 사용합니다.

1개월 동안 진행되는 30단계는 2023년 2월 15일에 종료됩니다. 이후 2024단계는 XNUMX년 XNUMX월에 시작하여 XNUMX개월에 걸쳐 진행됩니다. XNUMX단계로의 진행은 첫 번째 단계의 성공적인 마무리에 달려 있습니다.

Gaspar는 다음과 같이 덧붙였습니다. “우리는 앞으로 우리의 작업이 기업과 정부의 정책 입안자에게 정보를 제공하고 홍수 위험 증가에 대해 다르게 계획할 수 있는 새로운 인센티브를 지원할 것으로 기대합니다. 여기에는 해안선에 있는 건물에 대한 새로운 보호, 고위험 지역의 신축에 대한 정보에 입각한 의사 결정, 현재 홍수가 발생하기 쉬운 지역으로 간주되지 않는 부동산의 위험 수준에 대한 더 나은 이해가 포함될 수 있습니다.”

Kenna Hughes-Castleberry는 Inside Quantum Technology의 전속 작가이자 JILA(University of Colorado Boulder와 NIST 간의 파트너십)의 과학 커뮤니케이터입니다. 그녀의 글쓰기 비트에는 심층 기술, 양자 컴퓨팅 및 AI가 포함됩니다. 그녀의 작업은 Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica 등에 실렸습니다.

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