当代超级计算机的局限性|量子计算的现在与未来当代超级计算机的局限性

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当代超级计算机的局限性，以及对全球学术界和机构的影响，正在引起科学界的关注。例如，研究人员可以使用当前的技术来执行更复杂的模拟，例如那些专注于化学和每种元素的反应性质的模拟。
然而，当这些交互的复杂性增加时，它们对于当前的超级计算机来说变得更具挑战性。由于这些设备的处理能力有限，完成这些类型的计算几乎是不可能的，这迫使科学家在进行这些研究时在速度和精度之间做出选择。
为了提供这些实验的广度的一些背景，让我们从氢原子建模的例子开始。氢中只有一个质子和一个电子，研究人员可以轻松地手动进行化学反应，或者依靠计算机来完成计算。然而，根据原子的数量和电子是否纠缠，这个过程变得更加困难。要写出像铥这样的元素的每一个可以想象的结果，它包含惊人的69个电子，这些电子都扭曲在一起，将需要超过20万亿年的时间。
显然，这个时间对于我们而言太久了，必须需求新的出路。
量子计算机打开了一个充满可能性的全新世界的大门。自1930年代以来，科学界就已经知道模拟化学所需的方程，但直到最近才开始构建具有执行这些计算的能力和可靠性的计算机。
今天的量子计算机提供了研究人员模仿化学各个方面所需的速度，使它们具有显着的预测性并减少了对实验室测试的需求。学院和大学也许能够使用量子计算机来增加现有的化学知识。考虑一下如果量子计算机能够在研究期间消除实验室测试的必要性，可能会实现潜在的时间和成本节约。此外，由于以前不存在掌握化学特性的计算能力，这一步骤可能会导致以前世界所未知的化学性质前进一大步。 01、实践中的量子计算

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许多企业已经在使用量子计算。例如， IBM正在与梅赛德斯—奔驰、埃克森美孚、欧洲核子研究中心和三菱化学合作，将量子计算实施到他们的产品和服务中：梅赛德斯—奔驰
梅赛德斯—奔驰正在探索量子计算，为其电动汽车创造更好的电池。该公司希望通过在其产品中实施量子计算来塑造现代化电动汽车的未来，并通过在其产品中实施量子计算来对环境产生影响，努力在2039年之前实现碳中和。模拟电池内部发生的事情非常困难，即使使用当今最先进的计算机也是如此。但是，使用量子计算技术，梅赛德斯—奔驰可以更准确地模拟汽车电池中的化学反应。埃克森美孚
埃克森美孚正在使用量子算法更轻松地发现在全球范围内运输清洁燃烧燃料的最有效路线。如果没有量子计算，计算所有路由组合并找到最有效的路由组合几乎是不可能的。欧洲核子研究中心
欧洲核子研究中心（CERN）正试图发现宇宙的秘密。使用量子计算，欧洲核子研究中心可以找到以更有效的方式精确定位宇宙复杂事件的算法。例如，量子计算可以帮助CERN找出大型强子对撞机（LHC）数据中的模式。三菱化学
三菱化学和庆应义塾大学的团队正在研究锂氧电池的一个关键化学步骤：锂超氧化物重排。他们正在使用量子计算机“在分子水平上对化学反应内部发生的事情进行准确的模拟” 。 02、量子计算的优缺点

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量子计算有可能在未来几年内彻底改变金融、制药、人工智能和汽车等行业，从根本上改变我们周围的世界。