Quantum Computing tar på seg flomspådommer i Storbritannia - Inside Quantum Technology

Quantum Computing tar på seg flomspådommer i Storbritannia – Inside Quantum Technology

Tidsstempel: 31. oktober 2023 8:08
Når vi ser på flomspådommer, samarbeider Multiverse Computing, Oxford Quantum Circuits og Moody's Analytics for å bruke kvanteteknologi for å løse dette problemet.
By Kenna Hughes-Castleberry lagt ut 31. oktober 2023

Et nytt partnerskap mellom ledende kvanteselskap Multiverse databehandling, Moody's Analytics, og Oxford Quantum Circuits (OQC) har sikret finansiering fra Innovate UK for å utnytte kvanteberegningsteknikker i utviklingen av avanserte flomprediksjonsmodeller, og tilbyr en løsning som overgår begrensningene til tradisjonelle metoder.

Overvåket av UK Department of Environment, Food, and Rural Affairs, har dette initiativet som mål å øke Storbritannias motstandskraft mot ekstreme værfenomener intensivert av klimaendringer. Nasjonen håper å forbedre sine adaptive tiltak ved å bruke kvanteassistert beregningsvæskedynamikk.

Samarbeidet sikret deres posisjon i fase 1 av den britiske regjeringens Quantum Catalyst Fund med deres forslag med tittelen "Quantum-Assisted Flood Modeling: Pioneering Large-Scale Analysis for Enhanced Risk Assessment." Hovedmålet er å utnytte kvantedatabehandling for å takle de beregningsmessige utfordringene som finnes i storskala flommodellering. Dette lover en mer nøyaktig og effektiv risikovurdering og styringsprosess.

Multiverse Computing vil lede oppgaven og håndtere de tekniske aspektene, inkludert å formulere problemet og utvikle algoritmer. OQC er satt til å gi kvantemaskinvare og ekstra ressurser. Moody's Analytics, kjent for sin ekspertise innen global risikostyring, vil levere bransjekunnskap, databestemmelser og verdifull innsikt i beregningseffektivitet.

Stigende tidevann med klimaendringer

Eksperter spår at med økningen i global oppvarming, mer ekstrem værforhold, inkludert flom, vil bli mer vanlig. Uten nøyaktige flomspådommer kan ikke myndigheter og innbyggere forberede seg ordentlig på fremtidige flomhendelser. Dette gjør det vanskelig for tettsteder og byer å komme seg bedre etter en katastrofal flom. "En økt risiko for flom er en av de mest utfordrende klimatilpasningene Storbritannia står overfor," utdypet Victor Gaspar, Chief Sales Officer hos Multiverse Computing. "Denne risikoen er betydelig nok til å ha en innvirkning på landets bruttonasjonalprodukt over tid."

Forbedre flomspådommer

Det nåværende landskapet for flommodellering er sterkt avhengig av todimensjonale hydrodynamiske modeller. Basert på Shallow Water Equations (SWE), er disse modellene avgjørende for å forutsi hendelser som dambrudd, stormflo og elveflombølger.

Imidlertid begrenser de omfattende beregningskravene til disse simuleringene ofte deres skalerbarhet og oppløsning. "Væskedynamikkproblemer er beregningsmessig vanskelig å modellere ved bruk av klassiske datamaskiner på grunn av det høye antallet variabler involvert," forklarte Gaspar. "Vår løsning vil være i stand til å administrere disse variablene mer vellykket enn klassiske løsninger og tilby mer presise risikoprediksjoner."

Mens løsninger som parallell og GPU-basert databehandling har blitt implementert for å fremskynde prosessen, bringer introduksjonen av kvantedatabehandling frem nye horisonter.

Prosjektet produsert av disse tre samarbeidspartnerne vil bruke en Quantum Physics-Informed Neural Network (QPINN) algoritme, som smelter sammen klassisk databehandling med kvantebehandling ved hjelp av en Variational Quantum Circuit (VQC).

Fase 1, som varer i tre måneder, avsluttes 30. november 2023. Etter dette vil fase 2 strekke seg over 15 måneder, og starter i januar 2024. Progresjonen til den andre fasen er betinget av vellykket kulminasjon av den første.

Gaspar la til: "Vi forventer at arbeidet vårt i fremtiden skal informere beslutningstakere i næringslivet og myndigheter og støtte nye insentiver til å planlegge annerledes for økt flomrisiko. Dette kan inkludere ny beskyttelse for bygninger på strandlinjen, informert beslutningstaking om nybygg i høyrisikoområder, og en bedre forståelse av risikonivået for eiendommer som i dag ikke anses å være på flomutsatte steder.»

Kenna Hughes-Castleberry er stabsskribent ved Inside Quantum Technology og Science Communicator ved JILA (et partnerskap mellom University of Colorado Boulder og NIST). Skriverytmene hennes inkluderer dypteknologi, kvantedatabehandling og AI. Arbeidet hennes har blitt omtalt i Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica og mer.

Tidstempel:

Mer fra Inne i kvanteteknologi