Máy tính lượng tử đảm nhận việc dự đoán lũ lụt ở Anh - Inside Quantum Technology

Điện toán lượng tử đảm nhận việc dự đoán lũ lụt ở Anh – Inside Quantum Technology

Dấu thời gian: 31 tháng 2023 năm 8 08:XNUMX sáng
Nhìn vào các dự đoán về lũ lụt, Multiverse Computing, Oxford Quantum Circuits và Moody's Analytics đều đang hợp tác để sử dụng công nghệ lượng tử để giải quyết vấn đề này.
By Kenna Hughes-Castleberry đăng ngày 31 tháng 2023 năm XNUMX

Sự hợp tác mới giữa công ty lượng tử hàng đầu Điện toán đa vũ trụ, Phân tích của Moody, và Mạch lượng tử Oxford (OQC) đã nhận được nguồn tài trợ từ Innovate UK để tận dụng các kỹ thuật điện toán lượng tử trong việc phát triển các mô hình dự báo lũ tiên tiến, đưa ra giải pháp vượt qua những hạn chế của các phương pháp truyền thống.

Được giám sát bởi Bộ Môi trường, Thực phẩm và Nông thôn Vương quốc Anh, sáng kiến ​​này mong muốn tăng cường khả năng phục hồi của Vương quốc Anh trước các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt do biến đổi khí hậu gia tăng. Quốc gia này hy vọng sẽ tăng cường các biện pháp thích ứng bằng cách sử dụng động lực học chất lỏng tính toán được hỗ trợ lượng tử.

Sự hợp tác này đã đảm bảo vị trí của họ trong Giai đoạn 1 của Quỹ Xúc tác Lượng tử của chính phủ Vương quốc Anh với đề xuất của họ có tiêu đề “Mô hình lũ lụt được hỗ trợ lượng tử: Tiên phong phân tích quy mô lớn để đánh giá rủi ro nâng cao”. Mục tiêu chính là khai thác điện toán lượng tử để giải quyết các thách thức tính toán hiện có trong mô hình lũ lụt quy mô lớn. Điều này hứa hẹn một quy trình quản lý và đánh giá rủi ro chính xác và hiệu quả hơn.

Dẫn đầu, Multiverse Computing sẽ xử lý các khía cạnh kỹ thuật, bao gồm việc hình thành vấn đề và phát triển các thuật toán. OQC được thiết lập để cung cấp phần cứng lượng tử và các tài nguyên bổ sung. Moody's Analytics, nổi tiếng với chuyên môn về quản lý rủi ro toàn cầu, sẽ cung cấp kiến ​​thức ngành, các quy định về dữ liệu và hiểu biết sâu sắc có giá trị về hiệu quả tính toán.

Thủy triều dâng cao do biến đổi khí hậu

Các chuyên gia dự đoán rằng với sự gia tăng sự nóng lên toàn cầu, cực đoan hơn sự kiện thời tiết, bao gồm cả lũ lụt, sẽ trở nên phổ biến hơn. Nếu không có dự đoán lũ lụt chính xác, chính phủ và người dân không thể chuẩn bị chu đáo cho các đợt lũ lụt trong tương lai. Điều này khiến các thị trấn, thành phố khó có thể phục hồi tốt hơn sau một trận lũ lụt thảm khốc. Victor Gaspar, Giám đốc bán hàng của Multiverse Computing, giải thích thêm: “Nguy cơ lũ lụt gia tăng là một trong những thách thức lớn nhất trong việc thích ứng với biến đổi khí hậu mà Vương quốc Anh phải đối mặt”. “Rủi ro này đủ lớn để tác động đến tổng sản phẩm quốc nội của đất nước theo thời gian.”

Cải thiện dự báo lũ lụt

Bối cảnh hiện tại của mô hình lũ lụt phụ thuộc rất nhiều vào các mô hình thủy động lực hai chiều. Dựa trên Phương trình nước nông (SWE), những mô hình này rất quan trọng để dự đoán các sự kiện như vỡ đập, nước dâng do bão và sóng lũ trên sông.

Tuy nhiên, nhu cầu tính toán rộng rãi của các mô phỏng này thường hạn chế khả năng mở rộng và độ phân giải của chúng. Gaspar giải thích: “Các bài toán về động lực học chất lỏng khó lập mô hình bằng máy tính cổ điển về mặt tính toán vì có nhiều biến số liên quan”. “Giải pháp của chúng tôi sẽ có thể quản lý các biến số đó thành công hơn các giải pháp cổ điển và đưa ra các dự đoán rủi ro chính xác hơn”.

Trong khi các giải pháp như điện toán song song và dựa trên GPU đã được triển khai để đẩy nhanh quá trình này thì việc giới thiệu điện toán lượng tử sẽ mang đến những chân trời mới.

Dự án do ba cộng tác viên này thực hiện sẽ sử dụng thuật toán Mạng thần kinh thông tin vật lý lượng tử (QPINN), kết hợp xử lý dữ liệu cổ điển với xử lý lượng tử bằng Mạch lượng tử biến đổi (VQC).

Giai đoạn 1, kéo dài ba tháng, kết thúc vào ngày 30 tháng 2023 năm 2. Sau đó, Giai đoạn 15 sẽ kéo dài 2024 tháng, bắt đầu vào tháng XNUMX năm XNUMX. Việc chuyển sang giai đoạn thứ hai phụ thuộc vào sự thành công của giai đoạn đầu tiên.

Gaspar nói thêm: “Chúng tôi hy vọng trong tương lai công việc của chúng tôi sẽ thông báo cho các nhà hoạch định chính sách trong doanh nghiệp và chính phủ, đồng thời hỗ trợ các biện pháp khuyến khích mới để lập kế hoạch khác nhau nhằm ứng phó với nguy cơ lũ lụt gia tăng. Điều này có thể bao gồm các biện pháp bảo vệ mới cho các tòa nhà trên bờ biển, đưa ra quyết định sáng suốt về việc xây dựng mới ở những khu vực có nguy cơ cao và hiểu rõ hơn về mức độ rủi ro đối với các tài sản hiện không được coi là nằm ở những nơi dễ bị lũ lụt.”

Kenna Hughes-Castleberry là một nhà văn nhân viên tại Inside Quantum Technology và Science Communicator tại JILA (sự hợp tác giữa Đại học Colorado Boulder và NIST). Nhịp điệu viết lách của cô ấy bao gồm công nghệ sâu, điện toán lượng tử và AI. Tác phẩm của cô đã được đăng trên tạp chí Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica, v.v.

Dấu thời gian:

Thêm từ Công nghệ lượng tử bên trong