Kvantno računalništvo prevzame napovedi poplav v Združenem kraljestvu – Inside Quantum Technology

Novo partnerstvo med vodilnim kvantnim podjetjem Multiverzalno računalništvo, Moody's Analytics, in Oxfordska kvantna vezja (OQC) je zagotovil financiranje Innovate UK za uporabo kvantnih računalniških tehnik pri razvoju naprednih modelov za napovedovanje poplav in ponuja rešitev, ki presega omejitve tradicionalnih metod.

Ta pobuda, ki jo nadzoruje Ministrstvo za okolje, hrano in podeželje Združenega kraljestva, si prizadeva povečati odpornost Združenega kraljestva na ekstremne vremenske pojave, ki so jih okrepile podnebne spremembe. Država upa, da bo izboljšala svoje prilagoditvene ukrepe z uporabo kvantno podprte računalniške dinamike tekočin.

Sodelovanje je zagotovilo njihov položaj v 1. fazi sklada Quantum Catalyst Fund vlade Združenega kraljestva s svojim predlogom z naslovom "Kvantno podprto modeliranje poplav: Pionirska analiza velikega obsega za izboljšano oceno tveganja." Glavni cilj je izkoristiti kvantno računalništvo za reševanje računalniških izzivov, ki so prisotni pri modeliranju obsežnih poplav. To obljublja natančnejšo in učinkovitejšo oceno in obvladovanje tveganja.

Multiverse Computing, ki bo vodil nalogo, bo obravnaval tehnične vidike, vključno z oblikovanjem problema in razvojem algoritmov. OQC naj bi zagotovil kvantno strojno opremo in dodatne vire. Moody's Analytics, znan po svojem strokovnem znanju na področju globalnega obvladovanja tveganj, bo zagotovil znanje o panogi, določila podatkov in dragocen vpogled v računalniško učinkovitost.

Naraščajoče plime s podnebnimi spremembami

Strokovnjaki napovedujejo, da bo s porastom globalno segrevanje, bolj ekstremno vremenskimi dogodki, vključno s poplavami, bo vse pogostejše. Brez natančnih napovedi poplav se vlade in državljani ne morejo ustrezno pripraviti na prihodnje poplave. Zaradi tega si mesta težko opomorejo po katastrofalnih poplavah. »Povečana nevarnost poplav je ena najzahtevnejših prilagoditev podnebnim spremembam, s katerimi se sooča Združeno kraljestvo,« je pojasnil Victor Gaspar, glavni prodajni direktor pri Multiverse Computing. "To tveganje je dovolj pomembno, da sčasoma vpliva na bruto domači proizvod države."

Izboljšanje napovedi poplav

Trenutna pokrajina modeliranja poplav se močno opira na dvodimenzionalne hidrodinamične modele. Ti modeli, ki temeljijo na enačbah plitve vode (SWE), so ključni za napovedovanje dogodkov, kot so porušitve jezov, nevihtni sunki in rečni poplavni valovi.

Vendar pa obsežne računalniške zahteve teh simulacij pogosto omejujejo njihovo razširljivost in ločljivost. "Probleme dinamike tekočin je računalniško težko modelirati s klasičnimi računalniki zaradi velikega števila vključenih spremenljivk," je pojasnil Gaspar. "Naša rešitev bo uspešneje upravljala te spremenljivke kot klasične rešitve in ponudila natančnejše napovedi tveganja."

Medtem ko so bile za pospešitev procesa uvedene rešitve, kot sta vzporedno računalništvo in računalništvo na podlagi GPU, uvedba kvantnega računalništva prinaša nova obzorja.

Projekt, ki so ga pripravili ti trije sodelavci, bo uporabil algoritem nevronske mreže, informirane o kvantni fiziki (QPINN), ki združuje klasično obdelavo podatkov s kvantno obdelavo z uporabo variacijskega kvantnega vezja (VQC).

Faza 1, ki traja tri mesece, se zaključi 30. novembra 2023. Temu bo sledila faza 2, ki bo trajala 15 mesecev in se bo začela januarja 2024. Napredovanje v drugo fazo je odvisno od uspešnega zaključka prve.

Gaspar je dodal: »Pričakujemo, da bo v prihodnje naše delo informiralo oblikovalce politik v podjetjih in vladi ter podprlo nove spodbude za drugačno načrtovanje povečanega tveganja poplav. To bi lahko vključevalo nove zaščite za zgradbe na obali, informirano odločanje o novih gradnjah na območjih z visokim tveganjem in boljše razumevanje stopnje tveganja za nepremičnine, za katere se trenutno ne šteje, da so na območjih, ki so izpostavljena poplavam.«

Kenna Hughes-Castleberry je zaposlena pisateljica pri Inside Quantum Technology in znanstveni komunikator pri JILA (partnerstvo med Univerzo Colorado Boulder in NIST). Njeni pisateljski utripi vključujejo globoko tehnologijo, kvantno računalništvo in umetno inteligenco. Njeno delo je bilo predstavljeno v Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica itd.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-computing-takes-on-flood-predictions-in-the-uk/