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。
 

图1｜量子计算机（来源：IBM）

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。
 

图2｜3D模型（来源：Will Design）

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。

 

用于控制

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