企业受益量子计算的八大领域

光子盒研究院出品

量子计算机对人类未来的好处目前还不得而知，但如果其潜力能够得到发挥，将为商业和工业带来不可思议的突破。以下是量子计算机最终可能给企业目前或未来带来的八大好处：

• 人工智能
• 量子人工智能
• 密码学和网络安全
• 快速数据分析
• 辅助新药开发
• 更高效的制造工艺
• 运营优化
• 交通优化

01

人工智能

人工智能神经网络图流程图显示输入层、隐藏层和输出层。

量子计算机将有助于建立更快、更好的人工智能，这将有助于所有利用人工智能力量的企业。机器学习正在考虑在近期的量子设备上进行；量子机器学习与量子电路相结合，可以像人工神经网络一样发挥作用。

目前，神经网络被用于经典计算机的人工智能，它通过训练数据“学习”和“教导”计算机处理，其方式类似于人脑的工作方式。这种能力反过来有助于进一步发展计算机科学中的人工智能。

也就是说，经典计算机的计算能力可能有限，这取决于应用，所以有时需要用这些神经网络处理很长时间。因此，使用经典计算机设计的人工智能也可能是有限的，不能发挥其真正的潜力。

02

量子人工智能

量子计算机预计将比经典计算机的功能成倍增加。最近在《物理学》的一篇文章中，一种包括量子电路的量子辅助机器学习算法创造了相当于手写的数字，并且比其经典计算机的同行表现得更好。他们最终将利用这种潜在的处理能力来快速模拟大型神经网络，从而产生更快、更有效的AI。未来，客户可以使用量子计算机来处理实时数据，这开辟了人工智能参与、互动和从现实世界学习的新途径。

这样一个强大而高效的人工智能将帮助企业创建更好的虚拟助手，提供更好的产品/服务推荐，更准确地衡量客户的情绪状态，帮助进行销售预测，设计无人驾驶汽车，以及更多。

游戏行业也将大量受益于人工智能的进步，这将帮助他们创造更复杂和多样化的地形，并在游戏世界中填充NPC角色，可以进行连贯和自然的对话。

一些研究人员还假设，量子计算机将使AGI（人工通用智能）成为现实的可能性。

03

密码学和网络安全

量子计算机的出现将使过去的加密协议变得过时，因为它们将能够在几分钟内破解甚至最艰难的加密技术。幸运的是，量子计算机也将带来新的加密算法，目前被称为后量子密码，它应该提供一个几乎无法破解和防黑客的保护层。

此外，利用纠缠等量子现象，物理学家目前正致力于开发一个量子互联网。它将使用QKD（量子密钥分发），这使得欺骗几乎不可能。量子互联网上的通信将是超安全的，几乎无法被破解。

04

快速数据分析

你知道经典的计算机不能执行“多任务”吗？

经典计算机一次只能执行一项任务。然而，它可以非常快速地完成那一项任务，然后在多个任务之间来回跳动，尽管每次都是在做每一项任务，从而创造出多任务的假象。这种技术对于常规的日常计算使用来说已经足够好了，例如，网络浏览、流媒体音频、玩游戏等等。然而，对于处理大数据并需要运行数以千计或数以百万计的计算和数学模型的企业来说，一次解决每个任务可能而且会拖慢业务。

这就是量子计算机发挥作用的地方。

量子计算机被建议通过平行和同时计算多个任务来执行真正的多任务。它们可以快速压缩大数据集，在几秒钟内执行复杂的数学模型。最强大的经典计算机可能需要接近几天甚至几个月才能完成同样的任务。

因此，量子计算将成为大公司和行业的一笔可观的资产，如金融服务、银行、安全机构和其他许多需要分析大数据以获得关键业务预测和预报的商业企业。

05

辅助新药开发

年轻的女科学家在通过望远镜观察和研究新药开发时做笔记

量子计算机显示出最重要的前景和巨大的社会影响的最关键领域之一是开发新药：特别是一些有可能治愈目前的不治之症。使用经典计算机和其他科学技术，制药公司试图开发一种新药平均需要接近12年的时间；除了时间，还需要考虑研发、试验和测试等方面的资金投入，可能要花费数十亿美元。

现在，由于量子计算机利用了量子物理学的力量，它们可以准确地模拟新分子，然后测试它们与其他分子（例如，病毒/细菌）的相互作用。

量子辅助药物开发是初步的、理论上的，但高度可信，因为一些项目正在进行中。最近，埃森哲实验室与1QBit和Biogen合作，实现了与药物开发有关的突破，验证了一种量子化的分子比较方法与现有的方法一样好，甚至更好。

未来，这种新的革命性的技术将有助于使一些疾病的治疗：世界将能够创造出新的药物来对抗许多流行的疾病和未来可能出现的新疾病。

06

更高效的制造工艺

量子计算机将使管理和维护大规模制造过程变得超级简单。

制造商品和产品正变得越来越复杂，有大量的供应链整合，管理各种组件的可用性和价格，组件的仓储需求等等。虽然大型制造商和公司正在使用经典计算机来管理这些任务，但使用量子计算机可以使整个过程更加精简。

例如，有了量子计算机，你就可以使用Grover算法，使搜索大型无索引数据库变得超级方便。此外，IonQ和现代汽车公司最近合作开发新的变分量子（VQE）算法，研究电池化学中的锂化合物：这些VQE量子算法将被用于改善锂电池的安全性、充放电周期、耐用性和容量。

同样，量子系统的巨大计算能力将分析产品的供应和需求，并帮助企业确定订购部件和开始制造的优化方式。

07

运营优化

Save-On-Foods利用D-Wave的量子计算来帮助他们解决经典计算机无法解决的物流问题。在合作的两个月内，D-Wave创造了一种混合量子算法，将Save-On-Foods一些运营任务的计算时间从每周25小时减少到仅有几秒钟。

目前，量子优化方法并不能保证找到优化问题的最优解，而且它们并不总是比其他经典计算优化技术效果更好。

企业经常遇到需要找出最佳行动方案的情况，即从潜在解的海洋中找到最优解。为了满足这一特殊需求，经典的超级计算机被用来使用专门的算法来计算数字。不幸的是，这些算法需要很长的时间来提供一个结果。其中许多算法可以诉诸捷径，减少周转时间，并在许多情况下得出次优的解。

然而，量子计算机有可能在几秒钟内利用优化的解来解决许多这样的问题：这甚至是这个时代最强大的超级计算机需要多年才能完成的事情。

希望在未来能拿出证据，证明量子优化比经典计算机优化有绝对的优势。

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交通优化

大众汽车是第一家将量子计算用于路线和交通管理的汽车制造商。自2016年以来，大众汽车一直在与量子计算合作；2017年，大众汽车以每台1500万美元的价格购买了两台D-Wave量子计算机，此后一直在研究适合其行业的量子解决方案。

量子计算机可以让交通拥堵成为过去：交通堵塞的部分原因是道路事故或不守规矩的司机；但与此同时，整个交通系统也发挥了巨大的作用。假设一个交通系统能够处理有关道路上司机数量的数据、某条道路在特定时间预计的交通量，以及其他道路状况。这种情况下，理论上它可以控制交通信号，以优化交通路线，并尽量减少在拥堵中等待的时间。

当然，在大多数国家或州，政府将负责部署这样一个系统。但一旦完全执行，它将大大有利于企业，特别是那些处理物流的企业。

同样的原则也将无缝转换到航空场景中。这种改进将使航空机构能够更好地安排其飞机的航线，最大限度地减少航班延误的数量，优化其整体收入。

09

结论

一位商人在现代办公室工作，坐在办公桌前，通过一台台式电脑使用基于云的量子计算机应用程序。

企业将主要从量子计算机带来的巨大计算能力中受益。公司可以利用这种力量解决复杂的优化问题，并快速有效地分析大量数据。这些功能将有助于释放更好的密码学和网络安全选项，更快、更有效的人工智能，以及更好的预测和预报能力。

就具体内容而言，量子计算机将帮助制药业开发新药、汽车制造商开发自动驾驶汽车、航空公司更好地管理空中交通等。

参考链接：

https://www.techevaluate.com/what-are-the-benefits-of-quantum-computing-for-businesses/

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