Jak mechanika kwantowa zmieni przyszłość pięciu sektorów gospodarki?

Od optymalnych dróg lotniczych po idealne trasy robotów mobilnych: w końcu pojawiły się rozwiązania odwiecznych problemów.

O komputerach kwantowych niedługo zrobi się głośno.

Klienci korporacyjni mogą się przekonać o możliwościach technologii obliczeń kwantowych, zapoznając się z naszym komputerem kwantowym już teraz.

W różnych gałęziach gospodarki komputery kwantowe będą rozwiązywać wiele różnych problemów, w tym dotyczących optymalizacji, symulacji czy uczenia maszynowego.

– Jesteśmy bardzo podekscytowani nadejściem ery obliczeń kwantowych, która może oznaczać epokowe wzrosty mocy obliczeniowej i szybkości przy jednoczesnym obniżeniu kosztów eksploatacyjnych — powiedział Tony Uttley, prezes spółki Honeywell Quantum Solutions.  – Wprowadzając na rynek nasz Honeywell System Model H0, mamy nadzieję na wspólne odkrywanie korzyści, jakie technologia obliczeń kwantowych przyniesie naszym klientom.

Ponadto współpraca z platformą Azure Quantum od Microsoft w środowisku otwartym umożliwi naukowcom i badaczom jeszcze szybszy i łatwiejszy dostęp do komputerów kwantowych firmy Honeywell.

Oto jak obliczenia kwantowe mogą zmienić sytuację w poszczególnych sektorach:

Aerospace

Przedsiębiorstwa z branży lotniczej muszą radzić sobie z bardzo skomplikowanymi sytuacjami. Załóżmy na przykład, że rozkład lotów ulega rozsypce wskutek huraganu. Uwzględniając ogromną liczbę zmiennych, komputer kwantowy może ustalić optymalną alternatywę każdej drogi lotniczej i w ten sposób ograniczyć wpływ huraganu na siatkę lotów. Inny przykład? Komputer kwantowy może ustalić, na których lotniskach w kraju lub na całym świecie dana linia lotnicza może najszybciej uzyskać części zamienne do samolotów. Obliczenia kwantowe mogą też pomóc przydzielać zasoby tak, aby skutki zmian w jak najmniejszym stopniu odbijały się na pasażerach, załogach i harmonogramach konserwacji.

Chemia

Obliczenia kwantowe mogą mieć wiele zastosowań w dziedzinie chemii, np. w symulowaniu właściwości nowych struktur molekularnych. – Komputery kwantowe wyjątkowo nadają się do modelowania molekularnego, ponieważ są przystosowane do rozwiązywania zagadnień probabilistycznych z zakresu mechaniki kwantowej — powiedział Gavin Towler, dyrektor ds. technologii w spółce Honeywell Performance Materials and Technologies oraz w spółce UOP. – Mamy nadzieję, że w przyszłości będziemy w stanie wykorzystywać obliczenia kwantowe do przewidywania właściwości molekularnych nowych cząsteczek, takich jak nowe czynniki chłodnicze niewpływające w znaczący sposób na globalne ocieplenie, czy nowe rozpuszczalniki do wychwytywania dwutlenku węgla.

Opieka zdrowotna i farmaceutyka

Jak mówi Cynthia Pussinen, wiceprezes i dyrektor spółki Honeywell ds. nauk biologicznych i biotechnologii, od opracowania nowej metody leczenia do możliwości jej zastosowania u pacjenta mija średnio od 10 do 13 lat, a koszt takiego wdrożenia przewyższa niejednokrotnie 2,5 mld dolarów. Szanse jego powodzenia w przeważającej mierze są nikłe.  – Wykorzystanie mocy obliczeniowej komputera kwantowego może znacznie skrócić ten proces i poprawić jego jakość na etapach badań farmaceutycznych i procesów wytwórczych — powiedziała Cynthia. „Początkowo najbardziej obiecującym obszarem zastosowań wydają się kluczowe wczesne etapy, takie jak identyfikacja i weryfikacja celów, modelowanie in-silico (komputerowe) struktur molekularnych oraz optymalizacja”. Cynthia przewiduje, że ulepszenia uzyskane dzięki wykorzystaniu systemów modelowania na komputerach kwantowych mogą pomóc firmom z branży nauk przyrodniczych skrócić średni czas trwania fazy przedklinicznej wynoszący od trzech do sześciu lat, co przyspieszy opracowywanie nowych leków i zmniejszy koszty tego procesu.

Logistyka i robotyka

Przedsiębiorstwa transportowe i działające w handlu internetowym polegają na efektywnym i bezpiecznym przemieszczaniu towarów. To wymaga stosowania czujników na sprzęcie magazynowym, w fabrykach i centrach dystrybucyjnych, w wyniku czego powstają duże ilości danych. Algorytmy uczenia maszynowego pobierają je i na ich podstawie podejmują logiczne decyzje. Obliczenia kwantowe mogą pomóc w identyfikacji najlepszych miejsc do umieszczenia czujników, aby dostarczały odpowiednich danych i przyspieszały proces uczenia maszynowego. Ponadto technologia kwantowa może także określić najefektywniejsze drogi poruszania się po magazynie dla ludzi i robotów.

Finanse

Komputery kwantowe będą również wspierać instytucje finansowe w rozwiązywaniu problemów klientów. Inwestorzy będą mogli je wykorzystywać do optymalizacji portfeli inwestycyjnych i wyceny egzotycznych finansowych instrumentów pochodnych. Ponadto technologia ta pomoże również w dokładniejszej charakterystyce nietypowych transakcji i szybkim wykrywaniu oszustw.