量子計算爲加速減緩氣候變化的進程提供了更新穎、更可靠的方法,而且速度比其他已知技術更快。例如,它可以在幾毫秒或幾納秒內執行優化任務,這對於通用計算機來說幾乎是不可能做到的。現在,我們可以在微觀層面上執行實時天氣建模和材料設計等活動。

量子計算的氣候威力

量子計算超越了人工智能和機器學習平臺。特別是,像 ChatGPT 聊天機器人這樣的地方可能會遇到一條消息,提醒用戶輸入的文本太長或寫了一些東西,然後他們的計算機就會凍結。此外,計算機用戶通常必須等待答案,而不像在人類對話中,他可以同時得到多個答覆。與傳統數字計算機不同,量子計算可以在一次迭代中同時探索多個解決方案。與傳統計算機相比,它可以將更多的數據裝入量子計算機中。

一種觀點認爲,我們纔剛剛開始探索人工智能的程度。人工智能是量子計算可以做得很好的一個領域。由於人工智能經常要求計算機進行大量計算,量子計算機是一個解決方案。量子計算將人工智能的性能提升到了大多數人無法想象的程度;它可以幫助做人工智能在複雜計算、優化和分析方面無法提供的東西,即使在數據稀缺的角落也能解決難題。

結論仍然是,量子計算是一項突破,它解決了人工智能無法解決的問題。量子計算可以徹底改變密碼學等科學的概念,以及許多其他在當前複雜程度下運行時存在嚴重瓶頸的科學。除了預測之外,隨着量子計算機的出現,能源使用量預計將呈指數級增長。

然而,它最終將變得比今天世界上的能源效率高得多。量子計算技術如何應對溫室氣體排放,而溫室氣體排放是預期的主要解決領域?超過 73% 的溫室氣體排放源於能源分配,這是一項困難而複雜的工作。相當多的能源類別只有很短的操作窗口,因此如果你沒有足夠快地使用能源,你就會失去它,從而導致能源浪費和排放。太陽能和風能等可再生能源產生的能量是在有光或有風時產生的。

即使能量仍然存在,也只能通過電池或其他設備來存儲。能源需求不斷增長,因此許多專家預測全球所有電力短缺都將得到解決。能源效率可能是關鍵,它將決定對抗氣候變化的進程成敗。它們還可以幫助我們開發可以避免碰撞的更智能的汽車。量子優化適用於能源問題、數據分析和研發。它是促進電力生產和電網的有力工具。當然,它可以用於開發新的清潔能源(如高效的太陽能電池、電池和其他儲能設備)以及構建節能系統、製造流程、住宅和所有其他消耗大量能源的設施。這將減少當前的能源消耗和排放。

實現可持續轉型

量子在這方面也可以成爲一個強大的工具,它提供了設計升級的農業實踐系統和其他系統的機會,從而提高農作物產量,減少土地使用和森林砍伐。與材料有關的科學分支是一個越來越有影響力的學科,它幫助我們理解如何優化生產。量子計算可以催生新的材料科學發展,因此,可以在減少製造業生態足跡的框架內採用新方法。

給定一個屬性,人工智能可以模擬比傳統量子化學更微妙、更復雜的材料。量子設備還可以實現碳捕獲和封存方面的突破,捕獲和儲存大氣排放物。有了高級學位,量子計算可以運行氣候建模、預報、監測等。這意味着我們不必像現在這樣努力適應氣候變化,因爲我們的系統不僅能夠預測,還能以所需的準確度預報更多極端事件(如風暴、熱浪等)——這將使我們能夠更有效地進行規劃。

與當前的方法不同,它還可用於模擬各種模擬、優化和更好的穩健性項目,如植樹(重新造林)、太陽能消耗、物流和供應鏈演習。這些見解可以讓我們識別自然資源中的脆弱性,從而將精力集中在最需要的地方,設計資源回收設施以更好地利用巨大的未利用太陽能潛力,並提高供應鏈的效率。

除了常見的各種方法和量子計算所促進的方法外,它還可以做很多其他的事情。例如,它可以作爲技術創新和發展的槓桿。觀察量子計算的多功能性以及它在減少溫室氣體排放、提供比傳統解決方案更好的解決方案以及應對能源、農業、材料科學等挑戰方面的強大作用將是一次很棒的體驗。氣候變化非常引人注目,普通的解決方案無法滿足需求。量子計算可以爲我們提供解決氣候問題的最快途徑,因爲時間是一個因素。此外,開發和擴展後者是一項有助於這一崇高行動的有用技術。我們的世界不能等待。