Kvantinė kompiuterija gali padėti išgelbėti Žemę... Galų gale

Naujoje ataskaitoje teigiama, kad būsima kvantinio skaičiavimo revoliucija gali pagerinti daugybę technologijų ir padėti kovoti su klimato kaita.

Konsultacijų įmonės „McKinsey & Company“ ataskaita teigia, kad panaudodami paslaptingą kvantinės mechanikos galią, kompiuteriai galėtų rasti viską nuo geresnių baterijų iki būdų, kaip užfiksuoti išmetamą anglies dioksidą. Bendrovė prognozuoja, kad naudingi kvantiniai kompiuteriai gali pasirodyti dešimtmečio pabaigoje.

„Nepavyks pasiekti tikslo – nulinio išmetamųjų teršalų kiekio, kurį įsipareigojo pasiekti šalys ir kai kurios pramonės šakos Tai įmanoma be didžiulių klimato technologijų pažangos, kurios šiandien nepasiekiama“, – teigia ataskaitos autoriai rašė. „Net dabar galingiausi superkompiuteriai negali išspręsti kai kurių iš šių problemų. Kvantinė kompiuterija galėtų pakeisti žaidimą šiose srityse.

Kvantinis šuolis

Remiantis McKinsey ataskaita, kvantinių skaičiavimų skatinama pažanga gali padėti pakeisti ekonomiką taip, kad būtų pagerinta aplinka. Pavyzdžiui, naudojant naujus metodus būtų galima sumažinti žemės ūkyje gaminamą metaną, užtikrinti, kad cemento gamyba nebūtų išmetama, ir būtų sukurta geresnė atsinaujinančios saulės energijos technologija.

Ataskaitoje teigiama, kad baterijos yra viena iš sričių, kurioje kvantinės kompiuterijos dėka gali būti padaryta radikali pažanga. Didesnio tankio ličio jonų (Li-ion) baterijų gamyba galėtų suteikti naujų pritaikymų elektrinėse transporto priemonėse ir energijos kaupime. Naujausi tyrimai parodė, kad kvantinis kompiuteris galės imituoti baterijų chemiją tokiais būdais, kurie šiuo metu neįmanomi.

„Dėl to galėtume sukurti 50 procentų didesnio energijos tankio baterijas, skirtas naudoti sunkiasvorėms prekėms elektrinių transporto priemonių, kurios galėtų gerokai paspartinti jų ekonominį naudojimą“, – teigia ataskaita. „Keleivinių elektromobilių anglies dvideginio nauda nebūtų didžiulė, nes tikimasi, kad šios transporto priemonės daugelyje šalių pasieks vienodą kainą šalyse, kol pirmosios kartos kvantiniai kompiuteriai yra prisijungę, tačiau vartotojai vis tiek gali sutaupyti pinigų.

Dėl savo prigimties kvantiniai kompiuteriai geriau sprendžia mokslinius galvosūkius nei klasikiniai kompiuteriai, Michaelas Biercukas, Q-CTRL, kvantinių skaičiavimų startuolio, generalinis direktorius ir įkūrėjas pasakojo Lifewire interviu el. paštu. Jis sakė, kad dauguma mokslo sričių remiasi kompiuterinių modelių kūrimu, kad išspręstų sudėtingas problemas. Tačiau, pasak jo, daugelyje biologijos, chemijos ir medžiagų mokslo sričių kompiuteriniai modeliai nėra naudingi.

Daugumos sistemų fizika yra užfiksuota standartiniuose skaičiavimuose ir vadovaujasi kvantinės mechanikos taisyklėmis. Biercukas sakė, kad norint sukurti tikslius net kuklių sistemų kompiuterinius modelius, reikia daug skaičiavimo išteklių.

„Kvantiniai kompiuteriai gali suteikti reikiamą skaičiavimo galią kai kurioms iš šių problemų išspręsti“, – pridūrė jis. „Intuityviai kvantiniai kompiuteriai užkoduoja problemas, kurias reglamentuoja kvantinės fizikos taisyklės, naudojant sistemas, kurios paklūsta toms pačioms taisyklėms. Yra labai subtilu, kaip galime pasinaudoti ta korespondencija, bet tai suteikia vaizdą Kvantinė kompiuterija gali padėti išspręsti tam tikras problemas, labai svarbias klimato mažinimui pakeisti“.

Viltis ar Hype?

Ekspertai sakė „Lifewire“, kad McKinsey ataskaitoje pateikti teiginiai apie klimatą gerinantys yra pagrįsti tvirtu mokslu, tačiau idėjas pritaikyti praktiškai bus didelis iššūkis.

„Kliūtis greitai išspręsti klimato kaitos krizę yra ta, kad mokslininkai vis dar yra tiria, kaip sukurti kvantinę kompiuteriją už mažiau pinigų ir padaryti ją prieinamesnę kasdienai žmogus“, Sergio Suarezas jaunesnysis., „TackleAI“ generalinis direktorius, „Lifewire“ sakė el. "Kol tai neįvyks, mes visi turime padaryti savo dalį, kad sumažintume energijos suvartojimą naudojant standartinius kompiuterius."

Markas Mattingley-Scottas, Kvantinių skaičiavimų bendrovės „Quantum Brilliance“ generalinis direktorius EMEA, „Lifewire“ el. paštu sakė, kad kvantinio skaičiavimo rezultatai gali būti gauti net greičiau, nei prognozuojama ataskaitoje. „Galbūt yra kelias, kaip pasiekti reikiamą skaičiavimo greitį, kai masiškai lygiagrečiai diegiami greičiau nei iki dešimtmečio pabaigos“, – pridūrė jis.

Vienas kvantinio skaičiavimo ekspertas teigia, kad ataskaitoje net sumenkinamos kvantinio skaičiavimo galimybės. Yuvalis Bogeris, iš kvantinių skaičiavimų bendrovės Classiq, teigė, kad ataskaitoje pagrindinis dėmesys skiriamas cheminiams procesams ir medžiagų kūrimui, tačiau kvantinių kompiuterių galimybė yra platesnė.

"Pavyzdžiui, kvantiniai kompiuteriai gali padėti optimizuoti eismą ir taip sumažinti transporto priemonių ridą ir išmetamųjų teršalų kiekį", - sakė Bogeris. „Kvantiniai kompiuteriai taip pat gali geriau nuspėti oro sąlygas ir padėti išlyginti energijos gamybos reikalavimus.