پیام جوان: به گزارش ایتنا، بزرگترین شرکت های دنیا در تلاش برای راه اندازی برنامه های سازگار با رایانه‌های کوانتومی هستند و دولت ها نیز بودجه زیادی را صرف تحقیق در حوزه رایانه‌های کوانتومی می کنند. در این میان مرور برخی از فواید استفاده از رایانه‌های کوانتومی خالی از لطف نیست.

باید توجه داشت رایانه‌های کوانتومی قادر به انجام سریع محاسبات و پردازش هایی هستند که رایانه‌های فعلی برای تکمیل آنها به گذر سال ها و حتی قرن ها نیاز دارند. پیامدهای رایانه‌های کوانتومی برای کسب‌وکارها به طور بالقوه بسیار زیاد است و از شبیه‌سازی مواد جدید و کارآمدتر گرفته تا پیش‌بینی چگونگی تغییر بازار سهام با دقت بیشتررا در بر می گیرد. در اینجا برخی از این پیامدها را بیان می کنیم که سازمان‌های پیشرو در حال تحقیق در مورد آنها هستند و بلوغ آنها می‌تواند آینده را در بسیاری از صنایع جهان تغییر دهد.

کشف داروهای جدید
کشف داروهای جدید تا حدی به حوزه‌ای از علم به نام شبیه‌سازی مولکولی وابسته است که شامل مدل‌سازی روشی است که نشان دهنده برهم کنش ذرات درون یک مولکول برای مبارزه با یک بیماری خاص است. این فعل و انفعالات فوق العاده پیچیده هستند و می توانند اشکال مختلفی به خود بگیرند. لذا پیش بینی دقیق نحوه رفتار یک مولکول بر اساس ساختار آن مستلزم محاسبات زیادی است. انجام این کار به صورت دستی غیرممکن و برای رایانه‌های کلاسیک امروزی بسیار دشوار است. در واقع، مدل سازی یک مولکول با تنها ۷۰ اتم، توسط یک کامپیوتر کلاسیک تا ۱۳ میلیارد سال طول می کشد. به همین دلیل است که کشف داروهای جدید بسیار طول می‌کشد. دانشمندان برای این کار عمدتاً یک رویکرد مبتنی بر آزمون و خطا را اتخاذ می‌کنند که در آن هزاران مولکول را در برابر بیماری هدف آزمایش می‌کنند به این امید که در نهایت یک تطابق موفق پیدا شود.

با این حال، رایانه‌های کوانتومی این قابلیت را دارند که روزی مشکل شبیه سازی مولکولی را در عرض چند دقیقه حل کنند. این سیستم‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند محاسبات زیادی را به طور همزمان انجام دهند، به این معنی که می‌توانند به طور یکپارچه، پیچیده‌ترین فعل و انفعالات بین ذرات سازنده مولکول‌ها را شبیه‌سازی کنند تا دانشمندان بتوانند به سرعت داروهای موفق را بسازند. این بدان معناست که داروهای نجات دهنده – که در حال حاضر به طور متوسط ​​۱۰ سال طول می کشد تا به بازار برسند – می توانند سریع تر و بسیار مقرون به صرفه تر طراحی شوند.

به عنوان مثال، اوایل سال جاری، غول مراقبت‌های بهداشتی Roche اعلام کرد که با شرکت کمبریج کوانتوم (CQC) همکاری می‌کند تا از تلاش‌ها در زمینه تحقیقات برای مقابله با بیماری آلزایمر حمایت کند. شرکت های کوچکتر نیز به این فناوری علاقه مند هستند. برای مثال، استارت‌آپ زیست‌شناسی مصنوعی Menten AI، با شرکت کوانتومی D-Wave همکاری کرده تا بررسی کند چگونه الگوریتم‌های کوانتومی می‌توانند به طراحی پروتئین‌های جدیدی کمک کنند که در نهایت می‌توانند به عنوان داروهای درمانی استفاده شوند.

تولید باتری‌های بهتر
باتری ها در حال حاضر از گذار به یک اقتصاد سبزتر حمایت می کنند و نقش آنها در حال رشد است که از برق رسانی به خودروها تا ذخیره منابع به دست آمده از انرژی های تجدیدپذیر را شامل می شود. اما باتری ها هنوز کامل نیستند. زیرا ظرفیت آنها هنوز محدود، و سرعت شارژ آنها نیز ناچیز است. لذا باتری ها همیشه گزینه مناسبی نیستند. یک راه حل جستجوی مواد جدید با خواص بهتر برای ساخت باتری است. این یکی دیگر از مشکلات شبیه‌سازی مولکولی است. این بار مدل‌سازی رفتار مولکول‌هایی که می‌توانند نامزدهای بالقوه برای استفاده در باتری های جدید باشند در دنیای رایانه‌های کوانتومی مورد توجه قرار گرفته است.

بنابراین، طراحی باتری هم مشابه طراحی دارو، یکی دیگر از کارهایی است که توسط یک رایانه کوانتومی بهتر از یک رایانه کلاسیک انجام می شود. به همین دلیل است که دایملر خودروساز آلمانی اکنون با آی‌بی‌ام همکاری کرده تا ارزیابی کند چگونه رایانه‌های کوانتومی می‌توانند با هدف نهایی ساخت باتری‌های لیتیوم-گوگرد به شبیه‌سازی رفتار مولکول‌های گوگرد در محیط‌های مختلف کمک کنند. باتری‌های لیتیوم- گوگرد عملکرد بهتر و و ماندگارتری دارند و ارزان تر از باتری های لیتیومی امروزی هستند.

پیش بینی آب و هوا
علیرغم توان محاسباتی بالای ابررایانه‌های پیشرفته امروزی، پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی – به‌ویژه آنهایی که برای آینده دور انجام می شوند – هنوز می‌توانند به طرز ناامیدکننده‌ای نادرست باشند. علت آن است که متغیرهای بی شماری برای شکل گیری یک رویداد آب و هوایی وجود دارد و رایانه‌های کلاسیک قادر به دریافت تمام داده های مورد نیاز برای یک پیش بینی دقیق نیستند. از سوی دیگر، همانطور که رایانه‌های کوانتومی می‌توانند تمام فعل و انفعالات ذره‌ای را که در یک مولکول اتفاق می‌افتد به طور همزمان شبیه‌سازی کنند تا رفتار آن را پیش‌بینی کنند، همچنین می‌توانند در این مورد مدل سازی کنند که چگونه عوامل محیطی بی‌شماری برای ایجاد یک طوفان بزرگ، یک طوفان یا یک موج گرما دست به دست هم می دهند.

و از آنجایی که رایانه‌های کوانتومی می توانند تقریباً تمام داده های مورد نیاز را به طور همزمان تجزیه و تحلیل کنند، احتمالاً پیش بینی هایی بسیار دقیق تر از پیش بینی های فعلی آب و هوا ارائه می کنند. این نه تنها برای برنامه ریزی رویدادهای شخصی و حرفه ای در فضای باز خوب است، بلکه می تواند به دولت ها کمک کند تا برای مقابله با بلایای طبیعی بهتر آماده شوند و نیز تحقیقات دقیق تری در مورد تغییرات آب و هوایی انجام دهند. به عنوان مثال، سال گذشته، مرکزی موسوم به ECMWF در اروپا تحقیقاتی را با همکاری شرکت فناوری اطلاعات آتوس انجام داد که مبتنی بر استفاده از شبیه‌ساز محاسباتی کوانتومی آتوس بود. هدف بررسی این موضوع بود که چگونه محاسبات کوانتومی ممکن است بر پیش‌بینی آب و هوا در آینده تاثیر بگذارد.