革新世界经济
尽管短期内量子计算机确实会对各国网络安全形成潜在威胁,但从长远来看,它们的发明具有重大现实意义,或者说它们有能力彻底改变世界经济,并开创量子医学时代,帮助人类治愈以前无法治愈的疾病,从而创造一个可持续发展的未来。
细数起来,量子计算机在许多领域都将超越传统数字计算机。
搜索引擎
在过去的时代,财富往往是用石油或者黄金来衡量的。
发展到现在,财富已经越来越多地开始用数据来衡量。以前,公司往往会把过期的财务数据处理掉;但今日,即使是过去的信息也是非常有价值的,甚至高于贵金属的价值。然而,筛选堆积如山的数据可能会让传统的数字计算机不堪重负。这恰是量子计算机的用武之地。量子计算机通过分析一家公司的财务状况,可能会找到阻碍其发展的一些因素。
事实上,摩根大通已经开始与IBM和霍尼韦尔合作,用这些工具来分析自己的数据,从而更好地预测财务风险和不确定性,提高自己的运营效率。
优化
一旦量子计算机实现了使用搜索引擎对数据中的关键因素进行识别,那么下一个问题便是如何利用这种技术来最大限度地实现一些调整来达成特定目标,比如提升利润。因为至少在利润层面,一些大公司、大学和政府机构都能通过使用量子计算机来最大限度地减少开支,从而提高效率和利润。例如,一家公司的净收益取决于数百个因素,包括工资、销售额、费用等,这些因素随着时间的推移会迅速发生变化。而对所有因素进行实时动态组合,以最大限度地提高利润率,这是传统数字计算机所不能完成的。再如,一家金融公司可以使用量子计算机来预测不同金融产品市场的未来趋势,这些市场每天开展的交易量可能都在数十亿美元,而量子计算机是能够轻松处理这些交易的。这些都是通过量子计算机的强大算力可以实现优化的地方。
模拟
量子计算机还可以解决数字计算机无法解决的复杂方程计算。例如,工程公司可以使用量子计算机来计算飞机和汽车的空气动力学,从而找到最大限度地减少摩擦力、降低成本和最大限度地提高效率的理想状态。再如,政府也可以使用量子计算机来实现对天气变化的预测,从确定飓风的路径到计算全球变暖将如何影响未来几十年的经济和我们的生活方式等,这些都能得以实现。又如,科学家还可以使用量子计算机在巨型核聚变机器中找到磁体的最佳配置,以利用氢聚变的力量,甚至真的做到“把太阳装进瓶子里”。
但和上述优势比起来,也许使用量子计算机的最大优势在于能够实现同时对数百个重要化学过程的模拟。量子计算机能够帮助我们在原子水平上预测任何化学反应的结果,实现根本不需要使用化学物质进行相关计算的梦想。计算化学这一新的科学分支不再是通过传统化学实验来观察和确定所谓的化学性质,而是直接通过量子计算机模拟来完成,这种计算方法总有一天会替代昂贵而耗时的化学测试方法。而届时,生物学、医学和化学也都将被简化成为量子力学。实现计算化学意味着我们要创建一个“虚拟实验室”,从而在量子计算机的内存中实现对新药、治疗方法的快速尝试,而不再需要经历几十年的试错,以及缓慢且不厌其烦的实验室实验等传统方法。因为相较于进行成千上万次复杂、昂贵又耗时的化学实验,简单地按下量子计算机上的按钮会方便得多。
将人工智能与量子计算机融合
人工智能特别擅长从错误中不断实现自我学习,因此这种技术被用于执行复杂困难的任务。人工智能目前已经在工业和医学领域证实了自己的价值。然而,人工智能也是有局限性的,它必须通过大量数据处理来达成自我学习的目标,而这么大体量的数据处理对传统数字计算机的能力提出了很大挑战。与传统数字计算机不同,筛选堆积如山的数据的能力是量子计算机的强项之一。因此,如果能够实现人工智能与量子计算机的交叉融合,那么量子计算机的强大算力必然可以显著提高它们解决各种问题的能力。