微米和纳米科技材料

开发新药,涉足金融。。。量子技术改变世界的四种方式

开发新药、涉足金融、应对气候变化……

量子技术改变世界的四种方式

世界科技创新潮流

◎ 本报记者刘霞

美国计算机巨头IBM最近宣布研发出一款能运行127量子比特的量子计算机“鹰”,这是迄今为止世界上最大的超导量子计算机。中国科技大学曾推出62量子位可编程超导量子计算机原型。世界各国政府和组织都在增加对量子研究和开发的投资

量子计算机最基本的信息单元是量子比特。与电子计算机的基本信息单元不同,比特只能是0或1,量子比特可以同时是0和1。因此,量子计算机的性能更强大,增加量子比特数可以成倍提高其性能,这也是量子计算机“引领无数英雄竞争”的重要原因之一,西班牙著名物理学家胡安·伊格纳西奥·西拉克,指出量子计算机领域的进步为金融、医药等领域的创新提供了一片充满可能的蓝海。《福布斯》双周刊网站列出了量子计算机改变世界的四种方式

促进新药和新材料的研发

量子计算机凭借其极高的处理能力,将能够研究多个分子,蛋白质和化学物质同时通过量子模拟——目前标准计算机不能做到的,因此科学家们可以比现在更快速、更有效地开发新药“

,例如新型冠状病毒肺炎、流感疫苗和疫苗,将能够加速药物和疫苗的开发,甚至可以治愈老年痴呆症。此外,量子模拟还可以取代实验室实验,降低研究成本,甚至最小化对人和动物实验的需求

,此外,在2021年初,德国制药公司勃林格·英格尔海姆(Boehringer Ingelheim)11月16日宣布与谷歌量子人工智能合作,共同研究和实施量子计算在药物研发中的应用,特别是在分子动力学模拟中的应用,伊格纳西奥·西拉克说,量子计算机可以用来开发今天看来不可能的化合物,例如低能量强度的肥料。例如,IBM和其他公司正在使用量子计算机塑造新的分子,以“模拟自然界将土壤中的氮转化为富含硝酸盐的肥料的能力,从而减少化肥对环境的影响”;谷歌正与大众汽车集团信息技术部合作,利用量子计算机帮助大众汽车集团开发新材料,特别是用于电动汽车的高性能电池

展示您在金融领域的技能

量子计算机可以为金融行业带来巨大的潜在好处-从更深入的分析到更快的交易。事实上,许多主要金融机构正试图借助量子计算来提高交易、交易和数据传输的速度。例如,IBM和JP摩根大通等银行一直在尝试量子技术,希望优化交易策略、投资组合、,更好的资产定价和风险分析。此外,去年,西班牙金融量子计算技术开发商multiverse computing宣布与美国量子计算初创公司ionq建立合作关系,这将使金融服务机构能够使用ionq量子云平台进行风险评估、投资组合优化,资产管理和欺诈检测模拟比以前更加准确和快速

量子计算机在金融领域的另一个潜在应用是金融建模。对于世界各地的金融机构来说,更好的金融建模意味着更低的处理成本和更快的交易速度,这是一种双赢的局面关于气体变化

越来越多的专家将注意力转向使用量子计算机来解决我们时代最大的挑战之一:气候变化

首先,量子计算机的总体能耗将低于传统计算机。例如,d-wave的2000q量子计算机的能耗比IBM的summit超级计算机低四个数量级,后者是世界上最强大的计算系统之一。类似地,美国橡树岭国家实验室的科学家计算出,量子计算机可以减少100多万千瓦时的能源使用。此外,专家预测,量子模拟还将帮助各国实现联合国的可持续发展目标,量子计算机可以加速发现新的二氧化碳催化剂,以确保二氧化碳更有效地循环,并产生有用的气体,如氢气和一氧化碳。与此同时,量子模拟还可以帮助创造更高效的电池、更好的太阳能电池或风力涡轮机材料,以及用于碳捕获技术的更具吸收性的催化剂。在农业领域,量子模拟可以显著降低肥料的功耗,占全球能源消耗的2%

量子安全应该引起重视

<Forbes杂志网站指出,量子计算机虽然会给人类带来巨大的利益,但也可能带来风险

例如,在信息安全领域,量子计算机将能够突破人们广泛依赖的公钥加密来保护信息,这意味着无论数据现在多么安全,未来都可能受到量子计算机的攻击。这对任何需要保护敏感信息的组织来说都是一场灾难

尽管政府和企业在量子计算机上投入了大量资金,但在量子安全方面投入很少,这对我们进入量子时代非常重要。幸运的是,国家标准与技术研究所(NIST)目前正在标准化后量子密码术。据NIST称,新标准将于今年年底发布

尽管量子计算机为我们的未来绘制了一幅美丽的蓝图,但Ignacio sirac明确表示,我们必须放弃量子计算机的实际应用指日可待的想法。他说:“我们确实开发了第一批原型,但其规模仍然很小,功能也不强大。这只是第一步。”

来源:科学技术日报

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