計算機的主要應用領域有哪些 計算機的應用領域
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新日鐵認為，雖然量子計算機目前存在硬件限制，但量子計算技術在優(yōu)化復雜問題時仍有廣闊前景 。
【計算機的主要應用領域有哪些 計算機的應用領域】鋼鐵制成的產(chǎn)品太多了，比如鐵路、輪船、刀叉等 。為了保證這種熱門材料的穩(wěn)定供應，鋼鐵制造商新日鐵集團有限公司目前正在研究如何發(fā)揮量子計算的作用 。
2019年，新日鐵公司鋼產(chǎn)量高達5000萬噸(占日本總產(chǎn)量的40%)，還與劍橋量子計算公司(CQC)和霍尼韋爾公司合作，研究量子計算機能否提高供應鏈效率 。
在對新算法進行了一年多的測試和嘗試后，新日鐵公司得出結論，盡管目前量子計算機存在硬件限制，但量子計算技術在優(yōu)化復雜問題方面具有廣闊的前景 。
霍尼韋爾量子解決方案公司總裁Tony Uttley表示:“新日鐵和劍橋量子計算公司能夠取得的成果表明，量子計算將成為企業(yè)尋求競爭優(yōu)勢的有力工具 。”
鋼鐵制造過程是一件非常復雜的事情，涉及到很多不同的步驟，在最終產(chǎn)品制造出來之前需要各種原材料 。
相關工廠首先對鐵礦石、煤炭等礦物進行預處理和提煉，加工成鋼坯，然后轉化為鋼軌、鋼筋、鋼管、管材、車輪等產(chǎn)品 。
在這方面，新日鐵需要處理數(shù)百萬噸的物料，然后找到最佳方程式，并確保正確的產(chǎn)品出現(xiàn)在正確的地點和時間，以確保訂單能夠盡可能有效地交付 。
此外，還需要保證嚴格的截止日期，所以不難理解為什么新日鐵還在尋找最先進的工具來模擬和優(yōu)化整個系統(tǒng)，降低運營成本 。
因此，紙和筆早已被復雜的軟件服務所取代 。新日鐵一直是先進計算技術的長期投資者，但即使是當今最強大的超級計算機也很難給出解決如此復雜問題的最佳方案 。
由于經(jīng)典計算機只能提供簡化和近似，新日鐵決定嘗試量子技術，并于去年宣布將與量子軟件公司CQC建立合作伙伴關系 。
新日鐵首席研究員平野浩二表示:“工廠的調度是我們面臨的最大物流挑戰(zhàn)之一，因此我們一直在尋找簡化和改進這一操作的方法 。”
計算機依賴于量子位，量子位是可以處于特殊雙量子狀態(tài)的微小粒子 。在這種狀態(tài)下，量子比特可以同時執(zhí)行各種計算 。這意味著一些經(jīng)典計算機無法在任何現(xiàn)實時間框架內解決的最復雜的問題有一天可能會在量子計算機上幾分鐘內解決 。
但是量子計算技術還處于起步階段:目前量子計算機只能支持很少的量子比特，因此無法在商業(yè)規(guī)模上進行有用的計算 。科學家們對這項技術的理論價值更感興趣，他們正準備在量子計算機成熟后充分利用這項技術的潛力 。
對于日鐵的實際工作來說，這意味著借助CQC的服務和專業(yè)知識，可以找到量子算法，達到最有效地模擬和優(yōu)化公司供應鏈的目的 。
據(jù)了解，目前兩家公司的研究團隊都在集中精力解決一個具體的小規(guī)模問題 。這個問題的解決雖然不能給新日鐵帶來很大的價值，但是可以用今天新的量子硬件來解決 。
研究團隊的研究人員針對這一“代表性”問題開發(fā)了一種量子算法，并在霍尼韋爾的系統(tǒng)模型H1上成功運行，該模型是霍尼韋爾的陷離子量子計算硬件的新產(chǎn)品，具有10個可用量子比特和512個記錄量子體積 。該團隊的科學家表示，H1系統(tǒng)模型只需幾步就能找到最優(yōu)解 。
根據(jù)CQC商業(yè)發(fā)展負責人邁赫迪·博佐·雷伊的說法，“利用這些結果將這個問題擴展到更大的案例是令人鼓舞的 。這個實驗展示了將系統(tǒng)模型H1與現(xiàn)代量子算法相結合的能力，以及這一新興技術的真正前景 。”
更重要的是，像CQC和新日鐵這樣的優(yōu)化算法也可以應用于制造、運輸和配送等許多其他場景 。
例如，今年早些時候，IBM和能源巨頭埃克森美孚透露，他們一直在合作建立各種量子算法，希望有一天量子算法可以優(yōu)化數(shù)萬艘商船運送日常貨物穿越海洋的路線 。這個行業(yè)的市值是14萬億美元，這是一個可以極大受益于運營效率的行業(yè) 。
此外，新日鐵本月初宣布與霍尼韋爾和CQC合作，這次的結果是合作后的第一個結果 。目前，CQC的量子軟件能力正計劃與霍尼韋爾量子硬件服務合并，這筆交易有望在業(yè)界掀起波瀾 。
兩家公司聯(lián)手后，有望成為量子生態(tài)系統(tǒng)的領導者 。因此，兩家公司和新日鐵的早期測試結果可能只是未來許多新項目的開始 。強強聯(lián)合后，雙方將能夠互補專業(yè)知識，將技術解決方案應用于各個行業(yè)，解決更多全球性問題 。
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