量子计算将彻底改变这9个行业！

另一种新兴的量子信息技术，称为量子密钥分发 (QKD)，也可以从量子计算机的密码破译能力中获得一些喘息的机会。 QKD 的工作原理是使用纠缠的量子比特来传输加密密钥。 由于量子系统在测量时会发生变化，因此可以检查小偷是否拦截了 QKD 传输。 如果做得好，这意味着即使是配备了量子计算机的黑客也很难窃取信息。 虽然 QKD 目前面临实际挑战，例如它的有效距离（当今大多数 QKD 网络都很小），但许多人预计它很快会成为一个大产业。 例如，东芝在 2020 年 10 月表示，希望到本十年末从 QKD 应用中产生 30 亿美元的收入。 4. 区块链和加密货币 量子计算对加密的威胁延伸到区块链技术和加密货币（包括比特币和以太坊），它们依赖于对量子敏感的密码协议来完成交易。 虽然对基于区块链的项目的具体量子威胁各不相同，但在最坏情况下的潜在后果可能很严重。 例如，根据德勤分析，大约 25% 的比特币（目前价值数千亿美元）的存储方式很容易被配备量子计算机的小偷盗走。 另一个担忧是量子计算比特币，量子计算机最终可能强大到足以在交易被网络上的其他参与者验证之前解密和干扰交易，从而破坏去中心化系统的完整性。 那只是比特币。 区块链技术越来越多地用于资产交易、供应链、身份管理等领域的应用。

由于对量子计算机带来的巨大风险感到震惊，许多参与者正在努力使区块链技术更加安全。 比特币和以太坊等已建立的网络正在为未来的迭代试验抗量子方法，并且已经构建了一种称为抗量子分类帐的新区块链协议，专门为量子计算机设计量子计算比特币，包括 QuSecure 和 Qaisec 在内的初创公司表示他们正在努力开发量子为企业提供抗性区块链技术。 除非在未来几年更牢固地建立后量子密码学标准，否则抗量子区块链可能不会完全出现。 与此同时，那些运行区块链项目的人可能仍然对量子计算的发展感到紧张。 5. 人工智能 量子计算机能够解析大型数据集，模拟复杂模型，快速求解优化问题，从而引起人工智能应用的关注。 例如，谷歌表示正在开发结合经典计算和量子计算的机器学习工具，并表示希望这些工具甚至可以与近期的量子计算机一起使用。 同样，量子软件初创公司 Zapata 最近表示，它认为量子机器学习是近期最有前途的量子计算机商业应用之一。 虽然量子机器学习可能很快会在包括自动驾驶汽车和天气预报在内的广泛领域提供一些商业优势，但未来的量子计算机可能会进一步推动人工智能。 使用量子计算的人工智能可以推动计算机视觉、模式识别、语音识别、机器翻译等工具的开发和应用。

最终，量子计算甚至可以帮助创建以更像人类的方式运行的人工智能系统。 例如，使机器人能够实时做出优化决策并更快地适应变化或新情况。 6.物流量子计算机擅长优化。 理论上，量子计算机可以解决超级计算机只需几分钟就能解决的复杂优化问题。 鉴于国际运输路线和协调供应链所涉及的极端复杂性和可变性，量子计算可以很好地帮助应对艰巨的后勤挑战。 DHL 已经在关注量子计算机，以帮助其更有效地包装包裹并优化全球配送路线。 该公司希望提高服务速度，同时也更容易适应变化，例如取消订单或重新安排交货时间。 其他人则希望使用量子计算机来改善交通流量，这种能力可以帮助车辆在更短的时间内停靠更多的地方。

资料来源：大众汽车 例如，大众汽车去年与 D-Wave Systems 合作进行了一项试点，以优化葡萄牙里斯本的公交线路。 该公司表示，每辆参与的公交车都被分配了一条单独的路线，该路线会随着交通状况的变化而实时更新。 大众汽车表示，它打算在未来将该技术商业化。 7. 制造和工业设计 量子计算在制造和工业设计领域也引起了大型制造商的关注。 例如，全球航空航天公司空中客车公司于 2015 年成立了量子计算部门，还投资了量子软件初创公司 QC Ware 和量子计算机制造商 IonQ。 该公司正在研究的领域之一是用于数字建模和材料科学的量子退火。 例如，量子计算机可以快速过滤掉无数变量，以帮助确定最有效的飞机机翼设计。 其他公司，包括戴姆勒和三星，已经在使用量子计算机来帮助研究新材料以制造更好的电池。 IBM 还将制造业确定为其量子计算机的目标市场，重点关注材料科学、控制过程的高级分析和风险建模等领域，作为该领域的关键应用。

选择 IBM 设想的用于量子计算的制造应用程序。 资料来源：IBM 虽然随着未来几年越来越强大的机器出现，量子计算可能只会在制造业中逐步实施，但包括机器学习初创公司 Solid State AI 在内的一些公司已经在研究这个想法。 工业界提供支持量子的服务。 8. 农业量子计算机可以通过帮助更有效地生产肥料来促进农业发展。 全世界农业中使用的几乎所有化肥都依赖于氨。 更有效地生产氨（或替代品）的能力意味着更便宜、能源密集度更低的化肥。 反过来，更容易获得更好的肥料可以帮助养活地球上不断增长的人口。 根据 CB Insights 的行业分析师共识，氨的需求量很大，预计到 2025 年全球市场将达到 770 亿美元。 由于在合成或改进催化剂的替代方法方面进展甚微，可以帮助我们实现这一目标的催化剂组合的数量之多意味着我们基本上仍然依赖于 1900 年代的能源密集型技术，Haber - Bosch过程。 使用今天的超级计算机来确定制造氨的催化剂的最佳组合需要几个世纪才能解决。 然而，强大的量子计算机可用于更有效地分析不同的催化剂组合——模拟化学反应的另一种应用——并帮助找到更好的氨生产方法。 此外，我们知道植物根部的细菌每天以极低的能源成本使用称为固氮酶的分子来产生氨。 该分子超出了我们最好的超级计算机的模拟能力，因此无法更好地理解它，但未来的量子计算机有可能解决这个问题。 9. 国家安全 世界各国政府都在大力投资量子计算研究项目，部分原因是为了加强国家安全。 量子计算机的国防应用可能包括破解间谍代码、运行战场模拟和为军用车辆设计更好的材料等。 去年，美国政府宣布向能源部运营的量子技术研究设施投资近 6.25 亿美元，微软、IBM 和洛克希德马丁等公司也向该计划提供了总计 3.4 亿美元的资金。

美国正在加大对量子信息科学 (QIS) 研究的投资，包括量子计算。 资料来源：美国国家量子协调机构 同样，中国政府已向众多量子技术项目投入数十亿美元，一个位于该国的团队最近声称在量子计算方面取得了突破。 尽管尚不确定量子计算何时会在国家安全中发挥积极作用，但毫无疑问，没有哪个国家愿意落后于其竞争对手的能力。 一场新的“军备竞赛”已经开始。 资料来源：CB Insights

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