Quantum Computing Takes On Flood Predictions In The UK

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Privind predicțiile de inundații, Multiverse Computing, Oxford Quantum Circuits și Moody's Analytics colaborează pentru a utiliza tehnologia cuantică pentru a rezolva această problemă.

By Kenna Hughes-Castleberry postat pe 31 octombrie 2023

Un nou parteneriat între o companie cuantică lider Multiverse Computing, Moody's Analytics, și Circuite cuantice Oxford (OQC) a asigurat finanțare de la Innovate UK pentru a valorifica tehnicile de calcul cuantic în dezvoltarea modelelor avansate de predicție a inundațiilor, oferind o soluție care depășește constrângerile metodelor tradiționale.

Supervizată de Departamentul pentru Mediu, Alimentație și Afaceri Rurale din Regatul Unit, această inițiativă aspiră să sporească rezistența Regatului Unit împotriva fenomenelor meteorologice extreme intensificate de schimbările climatice. Națiunea speră să-și îmbunătățească măsurile de adaptare prin utilizarea dinamicii fluidelor computaționale asistate de cuanți.

Colaborarea le-a asigurat poziția în faza 1 a Fondului de catalizator cuantic al guvernului britanic cu propunerea lor intitulată „Modelare cuantică asistată de inundații: analiză de pionierat la scară largă pentru evaluarea îmbunătățită a riscurilor”. Obiectivul principal este de a valorifica calculul cuantic pentru a aborda provocările de calcul prezente în modelarea inundațiilor la scară largă. Acest lucru promite un proces de evaluare și gestionare a riscurilor mai precis și eficient.

Conducând sarcina, Multiverse Computing se va ocupa de aspectele tehnice, inclusiv formularea problemei și dezvoltarea algoritmilor. OQC este setat să ofere hardware cuantic și resurse suplimentare. Moody's Analytics, renumit pentru expertiza sa în managementul riscului global, va furniza cunoștințe din industrie, prevederi privind datele și informații valoroase asupra eficienței computaționale.

Creșterea mareelor odată cu schimbările climatice

Experții prevăd că odată cu creșterea în încălzirii globale, mai extremă evenimente meteo, inclusiv inundațiile, vor deveni mai frecvente. Fără previziuni precise ale inundațiilor, guvernele și cetățenii nu se pot pregăti în mod corespunzător pentru evenimentele viitoare de inundații. Acest lucru face dificil pentru orașe și orașe să își revină mai bine după o inundație catastrofală. „Un risc crescut de inundații este una dintre cele mai dificile adaptări la schimbările climatice cu care se confruntă Regatul Unit”, a explicat Victor Gaspar, directorul de vânzări la Multiverse Computing. „Acest risc este suficient de semnificativ pentru a avea un impact asupra produsului intern brut al țării în timp.”

Îmbunătățirea predicțiilor de inundații

Peisajul actual al modelării inundațiilor se bazează în mare măsură pe modele hidrodinamice bidimensionale. Bazate pe Ecuațiile apelor de adâncime (SWE), aceste modele sunt esențiale pentru prezicerea evenimentelor precum ruperea barajului, valuri de furtună și valurile de inundații ale râului.

Cu toate acestea, cerințele de calcul extinse ale acestor simulări le limitează adesea scalabilitatea și rezoluția. „Problemele de dinamică a fluidelor sunt greu de modelat din punct de vedere computațional folosind computere clasice, din cauza numărului mare de variabile implicate”, a explicat Gaspar. „Soluția noastră va fi capabilă să gestioneze aceste variabile cu mai mult succes decât soluțiile clasice și să ofere predicții de risc mai precise.”

În timp ce soluții precum calculul paralel și bazat pe GPU au fost implementate pentru a accelera procesul, introducerea calculului cuantic aduce noi orizonturi.

Proiectul produs de acești trei colaboratori va folosi un algoritm de rețea neuronală informată de fizică cuantică (QPINN), care îmbină procesarea clasică a datelor cu procesarea cuantică folosind un circuit cuantic variațional (VQC).

Faza 1, cu o durată de trei luni, se încheie pe 30 noiembrie 2023. După aceasta, Faza 2 se va întinde pe 15 luni, începând din ianuarie 2024. Progresul către a doua fază este condiționată de finalizarea cu succes a primei.

Gaspar a adăugat: „Ne așteptăm ca, în viitor, munca noastră să informeze factorii de decizie din afaceri și guvern și să sprijine noi stimulente pentru a planifica diferit pentru riscul crescut de inundații. Aceasta ar putea include noi protecții pentru clădirile de pe țărm, luarea de decizii informată cu privire la construcții noi în zone cu risc ridicat și o mai bună înțelegere a nivelului de risc pentru proprietățile care nu sunt considerate în prezent a fi în locuri predispuse la inundații.

Kenna Hughes-Castleberry este scriitoare la Inside Quantum Technology și Science Communicator la JILA (un parteneriat între Universitatea din Colorado Boulder și NIST). Bataile ei de scris includ tehnologia profundă, calculul cuantic și AI. Lucrarea ei a fost prezentată în Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica și multe altele.