量子计算对制造业意味着什么?

过去20年中，量子计算经历了颠覆性巨变。未来，量子计算机可以快速处理棘手问题，将在包括制造业在内的多个领域产生重大影响。

管理咨询公司Sia Partners表示，经典计算机与量子计算机之间的关系，就好比蜡烛与灯泡、自行车与飞机。量子计算是一种全新的范式转移，带来了无限可能。

而当量子计算的预测能力在制造业中加以实现，航空航天、电子等行业的可从以下层面受益：

1 电池的能量密度得到明显提升；

2 更具优势的材料强度和重量；

3 更高效的合成和催化过程，助力发电或碳捕获。

用于设计

如今，计算机模拟在产品的设计和测试过程中，扮演着重要的角色。许多行业的硬件组件均按3D模型建模，并具有各自的安全裕度。

然而，当安全裕度逐渐累积时，就会出现一些问题，导致产品超重、成本超标等，这些潜在的问题会阻碍商机。

将来，量子计算机可以模拟复杂硬件系统中的组件交互。IBM预测[2]，这样可以更精确的计算载荷路径、噪声、振动和系统负载。

这种集成分析可以在整个系统内，优化单个组件的制造。从而在不牺牲系统性能的情况下，减少安全裕量的累积并减少成本。

制造控制过程较为复杂，通常会测试高级分析的极限。当采用机器学习并需要分析多个变量时，这种情况尤为明显。

量子计算，结合机器学习，可以通过以下方式影响制造业：

1 通过使生产线动态执行优化，可加速其过程。而由于模拟和优化为计算机密集型，所以量子计算特别受用于复杂产品的生产流程和机器人调度；

2 使制造商超越经典计算的限制。尽管半导体芯片制造已将多变量分析和机器学习，集成到制造过程当中，但依旧出现了计算壁垒。量子计算可以通过分析额外交互因素和过程来提高产量；

3 量子计算可以分析更为复杂的软件系统。软件开发依赖于成熟的软件确认、验证和故障分析体系。一辆豪华车可能需要1亿行代码[3]，这进一步说明了量子计算的必要性。

量子计算可能会改变供应链格局[4]，通过动态实时决策来优化供应商订单和物流。

供应链正在快速发展，基于实时市场需求和关键组件的可用性，从线性模型向有机模型转变，为量子计算创造了真正的潜力。

量子计算与供应链工具箱内的其他技术相结合时，可以加速决策制定，并增强风险管理，从而降低运营成本，减少由于缺货或停产而造成的销售损失。

一个英国B2B快递公司Speedel，对即将到来的量子计算感到非常兴奋。Speedel的运营经理表示，量子计算可能会为物流团队带来更多机会，规划出持续性更强，成本更低的路线。

他说：“如果公司计划使用大量车辆，跨越多条潜在路线来运送订单，那么经典计算机可能会被数以百万计的选择所淹没。而量子计算机将以低能耗、高速度来确定最佳路线。”

他补充道，运营经理不用弄懂这其中的科学依据，只要认识到量子的实用性，以及简化物流和供应链格局的能力即可。

完全了解量子技术将如何改变世界，如同在1990年代初评估早期互联网的影响一样。可以想象到无数可能性，但还不够具体。

对于制造商来说，量子世界的确令人望而生畏，其中有几个需要铭记的要点：

1 集中注意力与短期、中期和长期内可以实现的问题上，而不是过分拘泥于基础技术；

2 在开发基于量子技术的新用例上，保持开放心态。确定出最值得解决的问题，并探索量子在特定行业中的潜在应用；

3 建立合伙关系，加速量子领域的认知、能力和成果。例如志趣相投的研究实验室、量子技术供应商、量子应用程序开发人员/程序员，或量子教育人员；

尽管前方道路可能漫长而曲折，但迟到就相当于损失。如今，可以通过应用早期的量子技术，来解决制造商面临的实际问题，从而获得价值。

参考链接：

声明：此文出于传递高质量信息之目的，若来源标注错误或侵权，请作者持权属证明与我们联系，我们将及时更正、删除，所有图片的版权归属所引用组织机构，此处仅引用，原创文章转载需授权。

｜编辑：王嘉雯｜审校：丁艳

声明： 此内容仅代表作者观点，量子客仅提供内容展示平台。出于传递高质量信息之目的，若来源标注错误或侵权，请作者持权属证明与我们联系，原创文章转载需授权。