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不久的将来,量子计算将改变世界?它究竟能应用于何处?

作者:数科邦 发布时间:2019-01-30 2172 0 0

  随着传统计算模式的增长正在趋近瓶颈,需要找到一个新的计算模式,来解决传统计算无法解决的问题。这个新的计算模式,就是量子计算。而由于量子计算的特性,“在不久的将来,量子计算可以改变世界”已经成为了共识。但它究竟是能应用于哪些行业呢?下面一起来看一下!

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  跨行业的量子计算应用

  随着量子计算资源成本的下降,更多的行业参与者将会出现。随着越来越多的玩家深入到这个行业,量子计算将会在各个行业中有越来越多的应用,特别是那些传统计算机被证明效率低下的一些情况下。

  我们已经开始看到它在不同行业的影响。“我们正处于量子计算时代的黎明。我们相信,我们正处在提供传统计算无法提供的功能的转折点。几乎在所有学科中,你都会看到量子计算机产生了这种影响。”——维恩·布朗内尔(Vern Brownell),D-Wave Systems的首席执行官

  从医疗保健、金融服务到网络安全等等行业,其都将受益于量子计算的潜力。

  医疗保健

  量子计算机可以帮助加快比较不同药物对一系列疾病的相互作用和影响的过程,以确定最佳药物。此外,量子计算还可以带来真正的个性化医疗,利用基因组学的先进技术为每个病人量身定制治疗计划。

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  DNA双螺旋结构

  基因组测序产生了大量的数据,一个人整个DNA链表达需要大量的计算能力和存储容量。一些公司正在迅速降低人类基因组测序所需的成本和资源。从理论上来说,量子计算机将使基因组测序更加高效,更容易在全球范围内扩展。子计算机可以同时收集和整理所有可能的基因变异,并立即找到所有的核苷酸对,使整个基因组测序过程呈指数级缩短。

  快速量子基因组测序,可以让我们将全世界的DNA汇集到一个广泛的人口健康数据库中。利用量子计算机,我们还能够合成世界DNA数据中的模式,以便在更深层次上了解我们的基因组成,并有可能发现以前未知的疾病模式。

  金融服务

  金融分析师通常依赖由市场和投资组合表现的概率和假设组成的算法。量子计算可以帮助消除数据盲点,防止毫无根据的金融假设造成损失。

  具体来说,量子计算影响金融服务行业的方式是解决复杂的优化问题,如投资组合风险优化和欺诈检测。量子计算可以用来更好地确定有吸引力的投资组合,因为有成千上万的资产具有相互关联的依赖性,并且可以更有效地识别关键的欺诈模式。

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  蒙特卡洛模拟

  金融量子计算机带来的另一个变化,涉及运行业内通常称为蒙特卡洛模拟(Monte Carlo Simulation)的东西,这是一种概率模拟,用于了解风险和不确定性对金融预测模型的影响。传统计算机一次只能搜索一个文件或运行一个投资组合的蒙特卡罗模拟,量子计算机可以并行执行这些操作,并更有效地优化交易。

  网络安全

  量子计算机可以用来破解我们今天用来保护敏感数据和电子通信安全的密码。然而,量子计算机也可以用来保护数据免受量子黑客攻击,这需要一种被称为量子加密的技术。

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  中国的墨子量子卫星

  量子加密是一种将纠缠光子(entangled photons)通过量子密钥分配(QKD)进行远距离传输的想法,目的是保护敏感的通信。最重要的一点是,如果量子加密通信被人截获,加密方案将立即显示中断迹象,并显示通信不安全。这依赖于测量量子系统的行为会破坏系统的原理。这被称为“测量效应”。

  量子计算机的优势,在于它能够解决传统计算机实际上无法解决的问题。理想的量子计算机会是一个普遍适用的计算机,并优于传统计算机。而今,这个行业正在快速发展。专家们一致认为,到2030年,我们可以看到量子计算机超越传统计算机。而在量子计算实现其潜力之前,必须要克服重大的技术障碍。这将需要开发更稳定的硬件、用于软件开发的商业平台,以及开发用于分配和访问量子计算资源的云计算能力。


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