养活地球

量子计算机的另一个关键应用可能就是养活世界上不断增长的人口。一些特定类型的细菌能够毫不费力地从空气中吸收氮并将其转化为氨，然后将氨转化为化学物质，从而成为肥料。这种固氮过程是地球上生命繁荣的原因，通过给予植被茂盛生长的条件，从而让人类和动物得以存活。化学家用哈伯-博施法复制了这一壮举，从而引发了绿色革命。然而，这个过程的完成需要大量能量。事实上，令人吃惊的是，世界上2%的能源生产都进入了这一过程。

这多少有点儿讽刺。细菌不费吹灰之力就能做成的事，人类却要消耗很多的能量才能实现。

那么问题又来了：量子计算机能否解决高效肥料生产的问题，推动第二次绿色革命呢？一些未来学家预测，如果没有另一场粮食生产革命，那么目前不断增加的世界人口将越来越难以被养活，从而将引发生态灾难，并进一步导致全球范围内大规模的饥荒和粮食短缺，引发社会骚乱问题。

微软的科学家已经首次尝试使用量子计算机来提高肥料产量，并解开了固氮的秘密。最终，也许量子计算机将助力拯救人类文明。大自然的另一个奇迹是光合作用，通过光合作用，阳光和二氧化碳转化为氧气和葡萄糖，从而形成几乎所有动物生命的基础。如果没有光合作用，食物链就会崩溃，地球上的生命就会迅速凋零。

科学家花了几十年的时间，试图从一个分子到另一个分子地梳理光合作用过程背后的所有步骤。然而，将光转化为糖的问题，探索的其实是一个量子力学过程。经过多年的努力，科学家已经分析出量子效应在光合过程中占据主导地位的部分，但是所有模拟都已经超出了传统数字计算机的计算能力范畴。因此，我们最优秀的化学家依然无法模拟出一种可能比天然光合作用更有效的合成光合作用。

量子计算机显然可能助力实现更高效的合成光合作用，那或许可能是一种捕捉阳光能量的全新技术方法。人类未来的粮食供应问题也可能因为这种技术方法的突破而得以解决。