Умение делать точные прогнозы погоды стало целой наукой. Тем не менее, ее нельзя назвать в полном смысле слова «точной». Дело в том, что сравнительно точно можно предсказать погоду на день-два. Чем более долгосрочный прогноз, тем более заметно падает его точность. Ученые пытаются повысить точность таких прогнозов, но даже с использованием возможностей самых мощных современных компьютеров это не представляется возможным.
Математики, изучавшие проблему в своем контексте, видят долгосрочные погодные прогнозы, как сложную нелинейную задачу. Ее решение зависит не только от набора исходных данных, но и от состояния системы, от того, как она сама на себя влияет. Наука пока не научилась с достаточной точностью решать такие задачи и это тормозит стремление к повышению точности прогнозирования в метеорологии.
Тем не менее, исследователи «нащупали», как минимум два пути к решению поставленной задачи. В обеих случаях использованы давно известные математические теории и подходы, что, несомненно, роднит их. Однако, каждый научный центр предлагает идти к поставленной цели своим путем.
Два пути получать точные прогнозы погоды
Так, ученые из Мэриленда полагают, что нелинейные задачи можно успешно решать, представляя их системой линейных уравнений. Но тут есть своя специфика. Оказывается, для того, чтобы получить корректный результат, потребуется бесконечное количество линейных уравнений. В некоторой мере вопрос решается алгоритмом, который умеет «отсекать» бесконечность, оставляя только необходимое количество уравнений, которые требуется решить.
Другой подход предлагают в Массачусетсе. Сотрудники местного университета мыслят еще более радикально. Он предлагают моделировать нелинейные задачи, применяя к ним конденсат Бозе-Эйнштейна. Этот термин описывает состояние вещества, когда все его частицы взаимно влияют друг на друга. Метод вполне применим и к погодным прогнозам.
Развивая эту идею, ученые пришли к выводу, что на базе квантового компьютера можно построить чип, способный работать, как конденсат Бозе-Эйнштейна. Осталось только практически реализовать намеченное, но для того чтобы получать точные прогнозы потребуется квантовый компьютер с несколькими тысячами кубитов мощности.