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Quantum Machine Learning for Climate Modelling

Schwabe, Mierk und Pastori, Lorenzo und Sarandrea, Valentina und Eyring, Veronika (2026) Quantum Machine Learning for Climate Modelling. In: IEEE International Conference on Quantum Artificial Intelligence (QAI), Seiten 73-78. IEEE Xplore. 2025 IEEE International Conference on Quantum Artificial Intelligence (QAI), 2025-11-02 - 2025-11-05, Naples, Italy. doi: 10.1109/QAI63978.2025.00019. ISBN 979-8-3315-6986-0.

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4MB

Kurzfassung

Quantum machine learning (QML) is making rapid progress, and QML-based models hold the promise of quantum advantages such as potentially higher expressivity and generalizability than their classical counterparts. Here, we present work on using a quantum neural net (QNN) to develop a parameterization of cloud cover for an Earth system model (ESM). ESMs are needed for predicting and projecting climate change, and can be improved in hybrid models incorporating both traditional physics-based components as well as machine learning (ML) models. We show that a QNN can predict cloud cover with a performance similar to a classical NN with the same number of free parameters and significantly better than the traditional scheme. We also analyse the learning capability of the QNN in comparison to the classical NN and show that, at least for our example, QNNs learn more consistent relationships than classical NNs.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/222462/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vorlesung)
Titel:Quantum Machine Learning for Climate Modelling
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schwabe, MierkDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-6565-5890NICHT SPEZIFIZIERT
Pastori, LorenzoDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-5882-8482204379393
Sarandrea, ValentinaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eyring, VeronikaDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-6887-4885NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 Januar 2026
Erschienen in:IEEE International Conference on Quantum Artificial Intelligence (QAI)
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/QAI63978.2025.00019
Seitenbereich:Seiten 73-78
Verlag:IEEE Xplore
ISBN:979-8-3315-6986-0
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Earth;Climate change;Climate;Quantum advantage;Explainable AI;Clouds;Artificial neural networks;Predictive models;quantum machine learning;explainable ai;climate modelling
Veranstaltungstitel:2025 IEEE International Conference on Quantum Artificial Intelligence (QAI)
Veranstaltungsort:Naples, Italy
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:2 November 2025
Veranstaltungsende:5 November 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Quantencomputing
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystemmodell -Evaluation und -Analyse
Hinterlegt von: Schwabe, Dr. Mierk
Hinterlegt am:02 Feb 2026 07:57
Letzte Änderung:02 Feb 2026 07:57

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