量子计算能帮助解决气候变化吗？

气候变化无疑是当今人类面临的最大挑战之一，解决这一问题的时间已经不多了。

当然，应对气候变化和创造一个更绿色的地球并不是一件容易的事。然而，由于量子计算的进步，似乎并没有失去所有希望。

量子计算机能够解决复杂的问题，为应对气候变化提供了许多实际用例。其中包括发展可再生能源、预测天气变化、减少汽车和航运业的排放。

本文探讨了这些用例，并提供了制定有效量子计算策略的技巧，这些策略可以帮助公司提高其可持续性目标。

量子计算将解锁帮助应对气候变化的工具

当涉及到解决像气候变化这样的多面复杂问题时，传统计算机的功能还不够强大。

但是，专家们认为，量子计算机配备了巨大的处理能力，专为处理复杂问题而设计，更适合这项任务。

Digital Catapult可持续产业主管David Pugh解释说，与传统计算机相比，量子计算机代表了“在处理能力和机器学习技术方面的重大进步”。

这使得量子计算机能够“更准确、更真实地进行原型测试”，使它们能够“处理更大的数据集”，并“解决经典计算机无法解决的更复杂的挑战”。

“当应用于气候变化时，由于其计算能力和准确性的提高，量子计算能够比其他技术领域更有效的速度解决复杂的气候相关挑战，”Pugh继续说道。

Tech Mahindra的首席信息官Nikhil Malhotra表示，量子计算机的一个显著优势是它们“模拟量子系统的能力”。因此，它们能够促进“对分子相互作用的更深入理解”，并在“推进绿色技术方面发挥着关键作用”。

他说，“通过模拟复杂的化学过程和材料行为，量子计算机可以彻底改变可再生能源和能源分配系统的优化，他们在解决复杂问题方面的熟练程度，使他们能够为与减缓气候变化努力相关的复杂后勤挑战设计最佳解决方案。”

激动人心的绿色用例

虽然量子计算是一个不断发展的技术领域，但它已经在应对气候变化方面拥有一些令人兴奋的用例。

Pugh表示，通过优化，公司可以使用量子计算变得更具可持续性，并实现净零目标。

“这可能包括优化能源网络以提高灵活性，优化供应链以减少行程，或优化现有气候模型以更好地反映实时变化并准确预测气候缓解措施。”

马尔霍特拉认为，量子计算机将以多种方式改善环境，因为它们能够优化“资源密集型过程”。

其中包括“改进可再生能源生产的算法”和“提高碳捕获技术的有效性”。

他补充说：

“量子算法有能力彻底改变优化挑战，简化供应链和资源分配，最终减少各个行业的生态足迹。”

马尔霍特拉说，科学家还可以使用量子计算机来发现“具有能量存储和转换特性”的新材料。这项创新对于开发可持续技术至关重要，这是向低碳经济转型的基础。

Kvantify战略联盟负责人尼尔斯·安东·伯格伦德预计，量子计算机将提高各个行业的可持续性。他说，化学工业可以利用量子计算机来优化“用于碳捕获的酶，这些酶被卖给大污染者，以减少他们的二氧化碳排放。”

他说：“这一领域的更多研究包括开发改进的洗衣粉酶，以减少衣服中微塑料的释放，减少对水的需求，并在不降低效率的情况下降低所需的洗涤温度。”

伯格伦德表示，量子计算机还可以使汽车行业开发出“经过验证的催化剂，以减少汽车排放”。他补充说，航运公司可以通过“运行高度复杂的路线优化问题”来减少碳排放。

量子计算的进步有望改变天气预报和气候建模等领域。Increditools的技术专家和安全分析师Kelly Indah解释道：

“通过快速处理大量信息，它可以改进预测和模型。更好地了解天气模式和更准确地了解极端事件有助于制定气候变化计划。”

AIPRM的创始人兼首席执行官Christoph Cemper表示，量子计算可以帮助人们和组织“更明智地使用能源”，并解决“硬能源问题”。他以智能城市的交通监控和规划为例。

他说：“所以，你现在必须查看来自传感器、红绿灯和汽车的大量数据。通过这种方式，量子计算可以帮助减少交通和旅行时间，这也意味着减少汽车污染。”

量子计算和气候：实际措施

量子计算机提供了许多不同的可持续性用例，但是必须采取哪些实际措施来利用量子计算来应对气候变化?

马尔霍特拉说，这需要“一种战略性和有条不紊的方法”。根据Malhotra的说法，组织必须首先投资于研发计划。

他们应该优先考虑“适应现有算法，并创建适合环境建模、模拟和优化的新量子算法”。他补充说:“这一努力的关键是与研究机构和量子计算专家合作，建立伙伴关系，这是成功的基础。”

其次，马尔霍特拉表示，企业必须建立“强大的量子计算基础设施”，包括“硬件和软件组件”。他解释说，这一阶段将需要采用或开发量子处理器。其他步骤包括“确保它们的可伸缩性”和“创建一个有利的编程环境”。

最后，马尔霍特拉建议各组织采取“分阶段实施战略”，从一个试点项目开始，验证“量子计算在解决气候相关问题方面的有效性”。

组织必须遵循“定期评估和灵活调整”，以“确保与不断发展的技术和环境现状保持一致”。他补充说:“通过遵循这些步骤，组织可以利用量子计算作为全球努力减缓气候变化的有效工具。”

皮尤表示，利用量子计算提高可持续性取决于“格式良好、有序和干净的数据”。他解释说:“在Digital Catapult，我们继续探索不良数据对商业业绩的影响，人工智能和机器学习尚未实现行业所认为的一切可能的原因之一是，许多行业的数据质量仍然很差。”

伯格伦德表示，政府的支持对于促进整个量子计算行业的创新至关重要。他告诉techhopedia:

“丹麦最近宣布了量子议程的第二部分，英国昨天宣布了他们在量子领域的五个关键任务，以及之前在美国、法国和德国宣布的资助，我们都看到了这一点。”

伯格伦德表示，提高公众对量子计算技术的认识和理解，对于释放其对可持续性的巨大好处也至关重要。

伯格伦德表示:“如今，我们需要更多的大学生了解这项技术，以及如何利用它来确保该行业拥有强大的员工供应链。”

“在更高的层面上，我们需要在董事会会议室和高管中进行教育，这些高管所在的行业可能会从与量子产业的合作中受益，但不了解该技术将产生的影响。”

总结

应对气候变化对于确保子孙后代和物种拥有一个健康的地球至关重要。虽然这并不容易，但令人鼓舞的是，量子计算等技术提供了许多答案和解决方案。

毫无疑问，在可预见的未来，我们将看到许多新的量子计算用例出现。

为了实现这一目标，组织必须通过研究和开发不断试验这项技术。政府也可以通过为量子计算研发提供资金来帮助行业进步。

本文转载自 雪兽软件

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