量子计算或可解救全球芯片危机

量子计算或可解救全球芯片危机

(图片来源：BosonQ Psi )

新冠疫情带来的破坏性变化之一是关键行业的全球供应链受创。其中可能最严重的是 CPU 和 GPU 芯片的生产进度，这影响了许多关键行业的发展，如汽车、数据计算、智能手机等。但在这种情况下，可以潜在影响几乎所有行业，而很少被谈论的行业是高性能计算行业。

高性能计算机 (HPC) 或超级计算机致力于解决科学和工程领域的问题。简单来说，超级计算机是一种性能比普通服务器高得多的计算机，应用于各种计算密集型任务，例如各个行业的设计模拟、改善一级方程式赛车的空气动力学、减少拖拽飞机、延长电动汽车的电池寿命、开发用于疫苗生产的分子模型、改进用于发电的核聚变过程，甚至准确预测您所在地区的天气。

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。HPC 支持从计算科学到机器学习、自动化和物联网的大数据中编写应用程序。为了显著减少计算所需的时间，世界正朝着百亿亿级计算机发展，超级计算机每秒可以执行至少 10^18 数学运算（加法、减法、乘法和除法）。然而，全球芯片短缺问题可能会严重影响这些机器的可用时间表，因为它们需要大量的 CPU、GPU 和内存芯片。

由于疫情造成的芯片短缺意味着，虽然行业对于计算和模拟以及减少计算时间的需求仍在继续增长，但更新版本的超级计算机和 HPC可能会推迟发布，甚至可能会导致一场持续数年的芯片危机。随着时间的推移，在这种可怕且无法预见的计算能力中断事件里，答案可能在于寻求另一种解决方案，即比这些超级计算机更强大的量子计算机。

目前，我们正处于第二次量子革命时代，在这个时代，量子计算商业应用的背后有很大的推动力。对于工程密集型行业，量子计算可以改变他们的创新力。因为任何创新都需要漫长而乏味的计算工作，可以利用量子计算机的量子算法来改进这些工作。从这个应用的角度来看，一些重要的领域是计算流体动力学、碰撞分析、化学建模和多物理场仿真。这些领域的所有问题都可以归结为微分方程（部分方程和普通方程），这也是利用量子计算的潜力所在。

利用连续自旋、叠加和纠缠的量子特性来计算和存储数据，量子计算机在整体上会以更高的排列组合水平运行，所以量子计算的附加值来自更高的内存存储和处理能力。当然，任何新技术都存在挑战，量子计算也不例外。

BosonQ Psi 是印度一家引领量子计算和多物理场模拟结合的范式转变的先进科技企业。公司正在开发世界领先的量子计算软件解决方案，包括但不限于计算流体动力学、计算结构动力学、计算传热、多学科优化、计算气动声学。这些技术将解决航空航天、汽车、发电、化学制造、聚合物加工、石油勘探、医学研究、气象学和天体物理学领域的关键挑战。

BosonQ Psi 一直相信经典超级计算机和量子计算机可以共存。尤其是在当前面临芯片危机的条件下，量子计算机可以在需要复杂计算量的场景下作贡献，这样用户就不需要高端的CPU和GPU芯片了。而经典计算机将继续执行低计算量的部分，这些部分也是任务的重要环节之一。最近，莱布尼茨超级计算中心通过 Q-Exa 项目宣布在走这条路线，他们希望将量子计算机集成到现有的超级计算机中。

这对BosonQ Psi 来说具有巨大的推动作用，因为BosonQ Psi 正在这个危机时期向计算科学世界证明这项新技术的实力。BosonQ Psi 正在使用混合量子经典求解器开发工程模拟软件。在迈向新技术时代的第一步的同时，BosonQ Psi 需要提醒自己，这是创新、科学和人类共同前进的唯一途径。用费曼的话来说：“我想谈谈存在精确模拟的可能性，即计算机将与自然完全相同。我对所有仅适用于经典理论的分析都不满意，因为自然不是经典，如果你想模拟自然，最好让它成为量子力学。”

作者：Vishruthaa B.（BosonQ Psi 的创意作家）

Manav Verma（数字营销经理）

编译：慕一

编辑：王珩