Квантовые вычисления революционизируют энергетику, сельское хозяйство и материаловедение

Квантовые вычисления обеспечивают более инновационные и надежные способы ускорения прогресса в смягчении последствий изменения климата и делают это быстрее, чем другие известные технологии. Например, они могут выполнять задачи оптимизации за миллисекунды или наносекунды, что практически невозможно для компьютеров общего назначения. Теперь мы можем выполнять такие действия, как моделирование погоды в реальном времени и проектирование материалов на микроскопическом уровне.

Климатический потенциал квантовых вычислений

Квантовые вычисления выходят за рамки платформ искусственного интеллекта и машинного обучения. В частности, такие места, как чат-бот ChatGPT, могут столкнуться с сообщением, предупреждающим пользователя о том, что вводимый текст слишком длинный, или с чем-то подобным, и наблюдать, как их компьютер зависает. Кроме того, пользователю компьютера обычно приходится ждать ответа, в отличие от человеческого разговора, где можно получить несколько ответов одновременно. В отличие от традиционного цифрового компьютера, квантовые вычисления могут одновременно исследовать несколько решений за одну итерацию. В квантовый компьютер можно поместить больше данных, чем в классический.

Одно из мнений заключается в том, что мы только начали раскрывать масштаб ИИ. ИИ — это еще одна область, в которой квантовые вычисления могут проявить себя очень хорошо. Поскольку ИИ часто просит компьютер выполнить множество вычислений, квантовые компьютеры являются решением. Квантовые вычисления повышают производительность ИИ за пределы воображения большинства людей; они могут помочь в том, что ИИ не может предложить в плане сложных вычислений, оптимизации и анализа, а также решать дилеммы даже в тех уголках, где данных мало. 

Вывод остается прежним: квантовые вычисления — это прорыв, который решает проблемы, с которыми ИИ не может справиться. Квантовые вычисления могут революционизировать представления в таких науках, как криптография, и во многих других областях, которые имеют серьезные узкие места при работе на текущем уровне сложности. Помимо прогнозирования, ожидается, что энергопотребление будет расти экспоненциально с появлением квантовых компьютеров.

Однако в конечном итоге они станут гораздо более энергоэффективными, чем те, что существуют в современном мире. Как технология квантовых вычислений может справиться с выбросами парниковых газов, которые являются ожидаемой основной областью для решения? Более 73% выбросов парниковых газов происходят от распределения энергии, которое является сложным и запутанным. Значительное количество категорий энергии имеет лишь короткий рабочий период, поэтому, если вы не используете энергию достаточно быстро, вы теряете ее, что приводит к расточительству энергии и выбросов. Энергия, производимая из возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая, возникает, когда есть свет или дует ветер. 

Энергию можно хранить только с помощью батарей или других устройств, даже если она все еще существует. Энергопотребление растет, поэтому многие эксперты прогнозируют, что все дефициты электроэнергии по всему миру будут устранены. Энергоэффективность может стать ключом и определит успех или провал в борьбе с изменением климата. Они также могут помочь нам в разработке более умных транспортных средств, которые могут избегать аварий. Квантовая оптимизация применяется к энергетическим вопросам, анализу данных и исследованиям & разработкам. Это мощный инструмент, который облегчает производство электроэнергии и работу сети. Конечно, его можно использовать для разработки новых источников чистой энергии (таких как эффективные солнечные элементы, батареи и другие устройства для хранения энергии) и для создания энергоэффективных систем, производственных процессов, домов и всего остального, что требует большого количества энергии. Это приведет к снижению текущего потребления энергии и выбросов.

Обеспечение устойчивой трансформации

Квантовые технологии также могут стать мощным инструментом в этом отношении, предлагая возможность проектировать улучшенные системы сельскохозяйственных практик и другие, что приведет к увеличению урожайности, меньшему использованию земли и меньшему вырубанию лесов. Область науки, занимающаяся материалами, является все более влиятельной дисциплиной, которая помогает нам понять, как оптимизировать производство. Квантовые вычисления могут породить новые разработки в материаловедении и, следовательно, позволяют новым методам происходить в рамках снижения экологического следа, который оставляет производство. 

Искусственный интеллект может моделировать материалы, которые могут быть гораздо более тонкими и сложными, чем традиционная квантовая химия. Квантовые аппараты также могут разрабатывать прорывные решения для улавливания и секвестрации углерода, захватывая и храня атмосферные выбросы. С продвинутыми степенями квантовые вычисления могут выполнять климатическое моделирование, прогнозирование, мониторинг и т. д. Это означает, что нам не придется так сильно бороться с изменением климата, как сейчас, потому что наши системы смогут не только предсказывать, но и прогнозировать более экстремальные события (такие как штормы, волны жары и другие) с необходимой точностью — это позволит нам быть более эффективными в нашем планировании.

В отличие от текущих подходов, его также можно использовать для моделирования различных симуляций, оптимизации и улучшения проектов, таких как посадка деревьев (лесовосстановление), потребление солнечной энергии, логистика и цепочки поставок. Такие знания могут позволить нам выявлять уязвимости в природных ресурсах, чтобы направлять усилия туда, где они наиболее необходимы, проектировать объекты для восстановления ресурсов, чтобы лучше использовать огромный неиспользованный потенциал солнечной энергии, и повышать эффективность цепочек поставок.

Помимо различных методов, обычно присутствующих и облегчаемых квантовыми вычислениями, он может делать многое другое. Например, он может служить рычагом для технологических инноваций и развития. Будет большим опытом наблюдать, насколько универсальными становятся квантовые вычисления и насколько они мощны в снижении выбросов парниковых газов, предлагая лучшие решения, чем традиционные, и справляясь с вызовами в энергетике, сельском хозяйстве, материаловедении и многом другом. Изменение климата является весьма серьезным, и обычных решений будет недостаточно. Квантовые вычисления могут предоставить нам самый быстрый путь к решению климатических проблем, поскольку время является фактором. Кроме того, разработка и расширение последних является полезной технологией, способствующей этому благородному делу. Наш мир не может ждать.