Kluczowe dania na wynos
- Nowy raport mówi, że obliczenia kwantowe mogą odegrać kluczową rolę w walce ze zmianami klimatu.
- Rewolucyjna nowa technologia obliczeniowa może pomóc w zmniejszeniu emisji dwutlenku węgla w wielu gałęziach przemysłu.
-
Eksperci twierdzą, że wyniki raportu są oparte na solidnych podstawach naukowych, ale przełożenie pomysłów na praktyczne zastosowania będzie dużym wyzwaniem.
Nadchodząca rewolucja w obliczeniach kwantowych może ulepszyć szereg technologii i pomóc w walce ze zmianami klimatu, stwierdza nowy raport.
Raport firmy konsultingowej McKinsey & Company mówi, że wykorzystując tajemniczą moc mechaniki kwantowej, komputery mogą znaleźć wszystko, od lepszych baterii po sposoby wychwytywania emitowanego węgla. Firma przewiduje, że przydatne komputery kwantowe mogą pojawić się pod koniec dekady.
„Osiągnięcie celu zerowej emisji netto, do którego zobowiązały się kraje i niektóre branże, nie będzie możliwe bez ogromnych postępów w technologii klimatycznej, których nie można dziś osiągnąć” – napisali autorzy raportu. „Nawet najpotężniejsze obecnie dostępne superkomputery nie są w stanie rozwiązać niektórych z tych problemów. Obliczenia kwantowe mogą zmienić zasady gry w tych obszarach”.
Skok kwantowy
Według raportu McKinsey postęp napędzany przez obliczenia kwantowe może pomóc zmienić gospodarkę w sposób, który poprawi stan środowiska. Na przykład nowe techniki mogą zmniejszyć ilość metanu wytwarzanego przez rolnictwo, sprawić, że produkcja cementu będzie wolna od emisji i opracować lepszą technologię słonecznej energii odnawialnej.
Baterie to jeden z obszarów, który może osiągnąć radykalny postęp dzięki informatyce kwantowej, twierdzi raport. Produkcja akumulatorów litowo-jonowych (Li-ion) o większej gęstości może umożliwić nowe zastosowania w pojazdach elektrycznych i magazynowaniu energii. Ostatnie badania wykazały, że obliczenia kwantowe będą w stanie symulować chemię baterii w sposób, który nie jest obecnie możliwy.
„W rezultacie moglibyśmy stworzyć akumulatory o 50 procent większej gęstości energii do użytku w ciężkich pojazdach elektrycznych, co może znacznie przyspieszyć ich ekonomiczne wykorzystanie” – czytamy w raporcie. „Korzyści z emisji dwutlenku węgla dla pasażerskich pojazdów elektrycznych nie byłyby ogromne, ponieważ oczekuje się, że pojazdy te osiągną w wielu krajach parytet kosztów, zanim pierwsza generacja komputerów kwantowych będzie dostępna online, ale konsumenci mogą nadal cieszyć się oszczędnościami”.
Z natury komputery kwantowe są lepsze w rozwiązywaniu większej liczby zagadek naukowych niż komputery klasyczne, powiedział Lifewire Michael Biercuk, dyrektor generalny i założyciel Q-CTRL, startupu zajmującego się komputerami kwantowymi. Powiedział, że większość dziedzin nauki polega na budowaniu modeli komputerowych do rozwiązywania trudnych problemów. Ale, jak powiedział, w wielu dziedzinach biologii, chemii i materiałoznawstwa modele komputerowe nie są przydatne.
Fizyka leżąca u podstaw większości systemów jest uchwycona w standardowych obliczeniach i rządzona przez zasady mechaniki kwantowej. Zbudowanie dokładnych modeli komputerowych nawet skromnych systemów wymaga ogromnej ilości zasobów obliczeniowych, powiedział Biercuk.
„Komputery kwantowe mają potencjał, aby zapewnić niezbędną moc obliczeniową do rozwiązania niektórych z tych problemów” – dodał. „Intuicyjnie komputery kwantowe kodują problemy rządzone prawami fizyki kwantowej przy użyciu systemów, które przestrzegają tych samych zasad. Istnieje wielka subtelność w tym, jak możemy skorzystać z tej korespondencji, ale daje to obraz, że obliczenia kwantowe mogą być w stanie rozwiązać pewne problemy o wielkim znaczeniu dla łagodzenia zmian klimatycznych."
Nadzieja czy szum?
Eksperci powiedzieli Lifewire, że twierdzenia dotyczące poprawy klimatu zawarte w raporcie McKinsey są oparte na solidnej nauce, ale przełożenie pomysłów na praktyczne zastosowania będzie dużym wyzwaniem.
„Przeszkodą w rozwiązaniu kryzysu związanego ze zmianą klimatu w najbliższym czasie jest to, że naukowcy wciąż badają, jak opracować obliczenia kwantowe za mniejsze pieniądze i uczynić je bardziej dostępnymi dla zwykłych ludzi”, Sergio Suarez Jr., dyrektor generalny TackleAI, powiedział Lifewire w e-mailu. „Dopóki to się nie stanie, wszyscy musimy zrobić swoją część, aby zmniejszyć zużycie energii za pomocą standardowych komputerów”.
Mark Mattingley-Scott, dyrektor zarządzający EMEA firmy zajmującej się obliczeniami kwantowymi Quantum Brilliance, powiedział Lifewire w e-mailu, że wyniki obliczeń kwantowych mogą pojawić się nawet szybciej, niż przewiduje raport. „Potencjalnie istnieje droga do osiągnięcia niezbędnego przyspieszenia obliczeniowego w przypadku masowo równoległych wdrożeń wcześniej niż do końca dekady” – dodał.
Jeden ekspert od obliczeń kwantowych twierdzi, że raport umniejsza nawet potencjał obliczeń kwantowych. Yuval Boger z firmy zajmującej się obliczeniami kwantowymi Classiq powiedział, że raport koncentruje się na procesach chemicznych i rozwoju materiałów, ale możliwości komputerów kwantowych są szersze.
„Na przykład komputery kwantowe mogą pomóc zoptymalizować ruch, a tym samym zmniejszyć przebieg i emisję pojazdów” – powiedział Boger. „Komputery kwantowe mogą również wykonywać lepszą pracę w przewidywaniu wzorców pogodowych i wygładzić wymagania dotyczące wytwarzania energii”.
