Europejska Agencja Kosmiczna zainstalowała swój pierwszy komputer kwantowy, nazwany Bell-1, w centrum obserwacji Ziemi we Włoszech. Jest to znaczący krok w kierunku zbadania, w jaki sposób technologię kwantową można połączyć z klasycznymi systemami obliczeniowymi o wysokiej wydajności, aby zwiększyć szybkość i efektywność przetwarzania ogromnych ilości danych satelitarnych.
Każdego dnia satelity ESA generują ogromne ilości złożonych danych, które stanowią wsparcie dla nauk o Ziemi, modelowania klimatu, reagowania na katastrofy oraz szerokiego zakresu zastosowań społecznych. W miarę jak ilości danych stale rosną – i są coraz częściej analizowane z wykorzystaniem uczenia maszynowego – ograniczenia tradycyjnych systemów obliczeniowych stają się coraz bardziej widoczne.
Obliczenia kwantowe mogą otworzyć zupełnie nowe możliwości przetwarzania złożonych danych z obserwacji Ziemi, a tym samym sprawić, że dane te będą miały jeszcze większe znaczenie dla postępu odkryć naukowych i podejmowania świadomych decyzji.
Komputery kwantowe działają inaczej niż konwencjonalne systemy obliczeniowe.
Modal multimediów
W przeciwieństwie do komputerów klasycznych, które przetwarzają informacje w postaci zer i jedynek (bitów), komputery kwantowe wykorzystują bity kwantowe, czyli kubity. W połączeniu z właściwościami mechaniki kwantowej, takimi jak superpozycja i splątanie, umożliwiają one systemom kwantowym reprezentowanie wielu stanów jednocześnie, co pozwala komputerom kwantowym na jednoczesne badanie wielu możliwych rozwiązań oraz rozwiązywanie niektórych złożonych problemów w sposób bardziej wydajny i z uzyskaniem rozwiązań o wyższej jakości niż w przypadku podejść klasycznych.
Jednak wykazanie korzyści płynących z obliczeń kwantowych w zakresie obserwacji Ziemi pozostaje wyzwaniem naukowym.
Zastosowania w zakresie obserwacji Ziemi opierają się na dużych, złożonych i zakłóconych zbiorach danych, podczas gdy obecne komputery kwantowe są nadal ograniczone pod względem rozmiaru, koherencji i wskaźników błędów. Naukowcy na całym świecie badają zatem, w jakich obszarach obliczenia kwantowe mogłyby przynieść rzeczywistą wartość oraz które problemy najlepiej rozwiązywać za pomocą hybrydowych podejść łączących metody klasyczne i kwantowe.
Dzięki niedawnej współpracy między ESA a firmą Equal1 zajmującą się technologią kwantową komputer Bell-1 został zainstalowany w ośrodku ESA we Frascati we Włoszech.
Brendan Barry, dyrektor ds. technologii w firmie Equal1: „Naszą wizją jest zapewnienie praktycznych, skalowalnych rozwiązań w zakresie obliczeń kwantowych, które mogą być z łatwością wdrażane przez organizacje takie jak ESA. Włączenie naszego sprzętu kwantowego do środowiska obliczeniowego o wysokiej wydajności ESA nie tylko przyspieszy kluczowe badania w zakresie obserwacji Ziemi, ale także posłuży jako wzór pokazujący, w jaki sposób systemy kwantowe i klasyczne mogą wspólnie sprostać wielkim wyzwaniom naukowym”.
Dyrektor ds. programów obserwacji Ziemi w ESA powiedział: „Obserwacja Ziemi wkracza w erę, w której sama skala i złożoność danych stanowią wyzwanie nawet dla naszych najbardziej zaawansowanych systemów obliczeniowych. Wprowadzając obliczenia kwantowe do naszego ekosystemu obserwacji Ziemi, badamy technologie, które mogą zrewolucjonizować sposób pozyskiwania wiedzy z danych satelitarnych – przyspieszając odkrycia naukowe, a jednocześnie umożliwiając szybsze i bardziej świadome reagowanie na globalne wyzwania”.
Laboratorium ESA Φ-lab prowadzi projekt pilotażowy, który łączy infrastrukturę obliczeniową o wysokiej wydajności Agencji z możliwościami obliczeń kwantowych, aby umożliwić szybkie prototypowanie hybrydowych algorytmów kwantowo-klasycznych do zastosowań w obserwacji Ziemi. To wyjątkowe środowisko pozwala badaczom analizować potencjalne zalety technologii kwantowej, testować nowe algorytmy na rzeczywistych zbiorach danych oraz przyspieszyć przejście od koncepcji teoretycznych do praktycznych demonstracji.
Więcej informacji: Pierwszy komputer kwantowy ESA przesunie granice obliczeń w przestrzeni kosmicznej
Modal multimediów
Φ-lab
Equal1
bądź na bieżąco
Zapisz się do naszego newslettera, aby otrzymywać najnowsze wiadomości, aktualizacje misji i ekskluzywne materiały bezpośrednio do swojej skrzynki odbiorczej. Dowiedz się jako pierwszy o naszych nadchodzących projektach i przełomach.