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量子计算可能解决全球芯片危机

量子创投界

2021-11-26

导读：在计算能力这一可怕而不可预见的破坏中，答案可能在于一种有望比这些超级计算机更强大的替代解决方案，即量子计算机。

影响关键产业

新冠疫情给全球众多产业供应链带来极大的影响，最严重的可能是CPU和GPU芯片的生产。这影响了许多关键产业，如汽车、个人电脑、智能手机等。还有一个没有被过多谈论的产业--高性能计算产业，同样也会会影响几乎所有关键产业。

高性能计算机(HPC)或超级计算机用于解决科学和工程领域的问题。超级计算机简单来说可以认为是电脑与更高水平的性能比普通服务器,已经使用了各种各样的计算密集型任务,比如设计模拟在各种产业,提高f1赛车的空气动力学,降低飞机的阻力,改善电动汽车的电池寿命，开发疫苗生产的分子模型，改进发电的核聚变过程，甚至准确预测你所在地区的天气。

这些机器可以被认为是许多计算机的集群，它们可以由数千个cpu、gpu和内存芯片组成。因此，高性能计算机能够实现从计算科学、机器学习、自动化和物联网等应用程序的大数据生成能力。为了大大减少计算所需的时间，世界正在向百亿亿次级计算机发展，这是一种每秒至少能执行10^18次数学运算(加、减、乘、除)的超级计算机。然而，全球芯片短缺可能会严重影响这些机器的可用性，因为它们需要大量的CPU、GPU和内存芯片。

由疫情引起的芯片短缺意味着，虽然工业对计算和模拟的需求以及减少计算时间的期望仍在继续，但是新版本的超级计算机和高性能计算机可能会被推迟，而且可能会持续几年的芯片危机可能会随着时间的推移而恶化。在计算能力这一可怕而不可预见的破坏中，答案可能在于一种有望比这些超级计算机更强大的替代解决方案，即量子计算机。

第二次量子革命

我们现在处在第二次量子革命的时代，量子计算的商业应用得到了很大的推动。对于工程重工业来说，量子计算可以改变他们的创新努力。原因是，任何创新都需要漫长而乏味的计算工作，而通过集成利用量子计算机的量子算法，可以改进这些工作。从这个应用角度来看，值得关注的一些关键领域包括计算流体动力学、碰撞分析、化学建模和多物理模拟。这些领域的所有问题都可以归结为微分方程(包括偏微分方程和普通微分方程)，这是有潜力利用量子计算的地方。

利用连续自旋、叠加和纠缠的量子特性来计算和存储数据，量子计算机总体上以更高的排列和组合水平运行。量子计算的附加值来自更高的内存存储和处理能力。当然，任何新技术都有挑战，量子计算也不例外。

特别是在当前芯片危机的情况下，量子计算机可以在计算量最大的部分做出贡献，不需要高端的CPU和GPU芯片。然而，传统计算机将继续做低计算量的，在任务中占很重要的一大部分。最近，莱布尼茨超级计算中心(Leibniz Supercomputing Center)走上了这条路，德国联邦教育和研究部长Anja Karliczek宣布启动Q-Exa项目，他们希望将量子计算机整合到现有的超级计算机中。这是一个雄心勃勃的项目，旨在在传统高性能计算(HPC)的帮助下加速欧洲量子计算技术。

相关链接

https://thequantuminsider.com/2021/11/25/global-chip-crisis-quantum-computing-could-be-the-answer/

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