新冠疫情帶來的破壞性變化之一是關(guān)鍵行業(yè)的全球供應(yīng)鏈受創(chuàng)。其中可能最嚴重的是 CPU 和 GPU 芯片的生產(chǎn)進度，這影響了許多關(guān)鍵行業(yè)的發(fā)展，如汽車、數(shù)據(jù)計算、智能手機等。但在這種情況下，可以潛在影響幾乎所有行業(yè)，而很少被談?wù)摰男袠I(yè)是高性能計算行業(yè)。

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高性能計算機 (HPC) 或超級計算機致力于解決科學(xué)和工程領(lǐng)域的問題。簡單來說，超級計算機是一種性能比普通服務(wù)器高得多的計算機，應(yīng)用于各種計算密集型任務(wù)，例如各個行業(yè)的設(shè)計模擬、改善一級方程式賽車的空氣動力學(xué)、減少拖拽飛機、延長電動汽車的電池壽命、開發(fā)用于疫苗生產(chǎn)的分子模型、改進用于發(fā)電的核聚變過程，甚至準確預(yù)測您所在地區(qū)的天氣。

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這些機器可以被認為是許多計算機的集群，它們可以由數(shù)千個 CPU、GPU 和內(nèi)存芯片組成。HPC 支持從計算科學(xué)到機器學(xué)習(xí)、自動化和物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)中編寫應(yīng)用程序。為了顯著減少計算所需的時間，世界正朝著百億億級計算機發(fā)展，超級計算機每秒可以執(zhí)行至少 10^18 數(shù)學(xué)運算（加法、減法、乘法和除法）。然而，全球芯片短缺問題可能會嚴重影響這些機器的可用時間表，因為它們需要大量的 CPU、GPU 和內(nèi)存芯片。

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由于疫情造成的芯片短缺意味著，雖然行業(yè)對于計算和模擬以及減少計算時間的需求仍在繼續(xù)增長，但更新版本的超級計算機和 HPC可能會推遲發(fā)布，甚至可能會導(dǎo)致一場持續(xù)數(shù)年的芯片危機。隨著時間的推移，在這種可怕且無法預(yù)見的計算能力中斷事件里，答案可能在于尋求另一種解決方案，即比這些超級計算機更強大的量子計算機。

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目前，我們正處于第二次量子革命時代，在這個時代，量子計算商業(yè)應(yīng)用的背后有很大的推動力。對于工程密集型行業(yè)，量子計算可以改變他們的創(chuàng)新力。因為任何創(chuàng)新都需要漫長而乏味的計算工作，可以利用量子計算機的量子算法來改進這些工作。從這個應(yīng)用的角度來看，一些重要的領(lǐng)域是計算流體動力學(xué)、碰撞分析、化學(xué)建模和多物理場仿真。這些領(lǐng)域的所有問題都可以歸結(jié)為微分方程（部分方程和普通方程），這也是利用量子計算的潛力所在。

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利用連續(xù)自旋、疊加和糾纏的量子特性來計算和存儲數(shù)據(jù)，量子計算機在整體上會以更高的排列組合水平運行，所以量子計算的附加值來自更高的內(nèi)存存儲和處理能力。當然，任何新技術(shù)都存在挑戰(zhàn)，量子計算也不例外。

BosonQ Psi 是印度一家引領(lǐng)量子計算和多物理場模擬結(jié)合的范式轉(zhuǎn)變的先進科技企業(yè)。公司正在開發(fā)世界領(lǐng)先的量子計算軟件解決方案，包括但不限于計算流體動力學(xué)、計算結(jié)構(gòu)動力學(xué)、計算傳熱、多學(xué)科優(yōu)化、計算氣動聲學(xué)。這些技術(shù)將解決航空航天、汽車、發(fā)電、化學(xué)制造、聚合物加工、石油勘探、醫(yī)學(xué)研究、氣象學(xué)和天體物理學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

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BosonQ Psi 一直相信經(jīng)典超級計算機和量子計算機可以共存。尤其是在當前面臨芯片危機的條件下，量子計算機可以在需要復(fù)雜計算量的場景下作貢獻，這樣用戶就不需要高端的CPU和GPU芯片了。而經(jīng)典計算機將繼續(xù)執(zhí)行低計算量的部分，這些部分也是任務(wù)的重要環(huán)節(jié)之一。最近，萊布尼茨超級計算中心通過 Q-Exa 項目宣布在走這條路線，他們希望將量子計算機集成到現(xiàn)有的超級計算機中。

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這對BosonQ Psi 來說具有巨大的推動作用，因為BosonQ Psi 正在這個危機時期向計算科學(xué)世界證明這項新技術(shù)的實力。BosonQ Psi 正在使用混合量子經(jīng)典求解器開發(fā)工程模擬軟件。在邁向新技術(shù)時代的第一步的同時，BosonQ Psi 需要提醒自己，這是創(chuàng)新、科學(xué)和人類共同前進的唯一途徑。用費曼的話來說：“我想談?wù)劥嬖诰_模擬的可能性，即計算機將與自然完全相同。我對所有僅適用于經(jīng)典理論的分析都不滿意，因為自然不是經(jīng)典，如果你想模擬自然，最好讓它成為量子力學(xué)?！?/p>

作者：Vishruthaa B.（BosonQ Psi 的創(chuàng)意作家）

Manav Verma（數(shù)字營銷經(jīng)理）

編譯：慕一編輯：王珩