北京白癜风医院 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/本文参加百家号科学#了不起的前沿科技#系列征文
最伟大的技术应用是通过我称之为“非常规”的途径创造出来的，这是对原创和创造性的颂歌。当我们看到纳米传感器、现有的家电，甚至通过量子理论创建的电子显微镜等产品时，我们开始意识到每个技术是建立在一个非常熟悉的概念，从无到有，创造人类已知的最伟大的发明。
我们进入了一个计算速度更快的世界，或者量子计算技术的特性应用到智能设备上似乎是不可避免的。我们曾经设想过一种没有量子比特或智能设备的生活，这简直不可思议的。我认为，我们不应该在发现某种理论后就停止脚步，而是应该努力使这种技术应用与创新相适应。这篇文章研究了智能技术和量子计算的融合，在深入研究这种融合之前，让我们将它们理解为独立的实体。
智能技术——一个建立在人格化基础上的世界
看看我们的周围。无论走到哪里，总会有一个设备，一个基于“自我分析”的基础上构建起来的设备。事实上，“智能”一词来源于“自我监控、分析和报告技术”英文首字母缩略词。换句话说，我们为无生命的物体提供了一个平台，让它们能够适应人类的特征，甚至拥有引导我们行为的能力，因此有了“人格化”这个术语。
这类技术不断地融合了人类时代的“懒惰”，在智能设备到位的情况下，按钮之类的东西变成了一项任务。有许多不同类型的技术反映了“智能”创新和人工智能背后的概念。
智能设备
你现在很有可能在家里有一个智能设备。如果你拥有一些最著名的智能技术，比如百度音箱、谷歌家用智能音箱，甚至是智能恒温器，你就自动与一个智能的世界建立了联系。智能设备提供一定程度的自主操作，可以设定不同的用途，如直观的接口与计算概念相结合，系统帮助这些设备交互。
虽然智能设备的物理灵活性受到了很大的限制，但这些设备获得和产生数据的效率是这些普通设备无法比拟的。在过去，这些设备需要连接到某个网络才能进行交互操作，但是由于现在连接到本地网络的设备数量越来越多，连接的设备和智能设备之间的界限正在消失。
连接设备
如前所述，由于智能技术和连接设备的使用，它们通常被归类为与其功能和操作密切相关的。例如，智能的设备，如冰箱，可以通知您并检测产品何时过期，因此这两种设备都具有类似的功能。物联网(IoT)指的是这些设备所组成和连接的计算机/在线网络和交互性。设备的不同连接类型可以包括蓝牙、LTE连接、Wifi或通过电缆连接的硬件设备。
物联网设备
虽然这些设备包括在全球智能产品网络中，但物联网设备是通过应用和互联网/计算技术的分析建立在连接之上的。它们在效率和有效性方面比智能或联网设备更有价值，因为它们可以升级、自动化，并符合技术市场的未来需求。许多物联网设备被引入智能城市等网络，因为适应性强、可靠性高，可以为通过技术改善生活方式提供可持续的基础设施。
量子技术革新了计算背后的理论
为了简单地定义量子计算，这种复杂的计算方法基于量子力学现象和理论，如叠加和纠缠来进行计算以及计算。尽管我们的社会每天都在经历传统计算的强大功能，但在当今时代也出现了许多挑战，比如机器学习方法或经典计算无法解决的复杂算法。这就是我们引入量子计算复杂性的部分。这种类型的计算能力只存在于量子技术领域，通用量子计算机可以利用量子理论和力学的知识来创建几种状态，这些状态可以根据量子比特的数量以更大的速率进行扩展来完成数据传输过程。
量子计算的潜力
通过一个计算指数数据量的例子，来理解为什么量子计算可以重新定义关于数据容量的一切。假设你想画出你今天早上喝的咖啡的化合物。现在，一杯咖啡中含有超过种化合物，每一种都有其独特而复杂的特性(多酚、绿原酸和咖啡因等)。一台普通的笔记本电脑需要花费很长的时间来从化合物中构造信息并生成一个足够的布局。而量子计算机能够在几秒钟内完成这项任务，同时让您全面了解每种化合物中的分子在被不同的兴奋剂或物质触发时的行为，例如温度变化或添加新液体。
量子化学与物理
量子计算最重要的应用之一是源于量子化学背后的理论。因此，量子化学是化学和量子计算语言的一个分支，专注于量子力学与物理模型和化学系统的应用。这种独特的计算化学用于发现亚原子粒子的基本性质和原子的结构，这是在计算咖啡因分子时看到的一个例子。量子化学领域利用量子力学和热力学研究多种化学反应，它结合了数理统计、复杂算法来模拟实验和化学理论。
此外，量子力学和物理学的性质与通过这类计算化学实验得到的化学模型是相辅相成的。量子力学是量子物理学领域研究理论的关键因素，它描述了亚原子粒子中无限小的能量的结构和性质，就像纳米技术的研究一样。量子理论的应用包括：微处理器的晶体管和电子元件、量子光学、磁共振成像、led和超导磁体等等。
医学中潜在的量子计算
当今威胁到医疗体系完整性的最大挑战之一，是基于向公众安全提供药物，因为每个人都有不同的化学成分，因此几乎不可能理解每种药物将如何与每个人不同的内部结构发生反应。标准计算没有足够的能力来测试药物在人体中的作用。根据每个人的个人基因型和表现型，使用计算技术改进治疗方案。因此，根据药物*性及其在人体系统内的反应确定药物对人体构成威胁，这就是量子计算发挥作用的地方。
这些计算机有能力处理关于药物测试的许多刺激，以及它们在不同环境下对人的基因型和表现型的反应，最终目的是治疗危及生命的疾病。通过使用不同的模型和量子技术，我们能够适当地绘制出表型和基因型反应。在此过程中，我们可以结合机器学习理论和量子计算的现象，精确地创造出符合个人需求的特定药物组合，从而增加个性化医疗的优势。尽管量子计算的期望与当今时代计算能力的现实并不完全相符，但有趣的是，我们可以看到这项技术在复杂模拟中的影响，以及在药物发现和制药行业中的应用。
量子应用将如何对智能技术有用？
现在我们已经对智能设备和量子技术有了更好的理解，让我们应用这些知识，融合这两个科技之间的边界。
量子技术与物联网的未来
随着行业技术的大规模发展，以及智能设备网络中物联网平台的不断发展，每天都有指数级的数据在不同设备之间传输。到年，消费者、公司和*府将在全球安装亿部物联网设备。大量传输数据的设备也暗示着每分钟都有大量的信息被跟踪、生成和传输。因此，随着技术形式的不断发展，网络攻击威胁带来的安全以及更多通过互联网连接的设备将不断发展。
需要一个强大的计算网络来处理更多的数据，同时弥合网络安全和在线信息隐私问题之间的差距。这是量子计算机不可思议的功能，也是这种技术的优势所在。因此，量子计算机在执行这些计算时使用一种叫做量子位的东西。这些量子位元具有与二进制位相似的特性，尽管二进制语言(1和0)可能只有两种状态，但量子位元可以同时具有多种状态。
量子技术如何解决物联网的问题?
量子计算及其计算能力可以帮助解决许多影响物联网系统扩展的问题。
高效的优化过程如前所述，物联网设备在交通流量、建筑和公用事业等智能城市系统方面具有很大的潜力。确保城市内所有这些系统的顺利运行将是一个效率低下的过程，因为这将是漫长、乏味和几乎毫无用处的。为了协助智能城市设备的验证过程，量子计算可以加快在城市内验证这些设备的速度，同时为所有系统提供优化，因为这些计算机可以管理大量数据，并在不同的网络中传输信息。
增加计算能力如前所述，量子计算机通过在整个过程中使用量子位来表示多个量子态，从而获得了巨大的能量和指数级的速度增长。正如IBM物联网未来学家斯科特阿梅克斯曾经说过的那样:“在量子层面，原子可以被编程来表示所有可能的输入组合，所有这些组合都可以同时进行测试。”
这意味着，通过使用比特和基于量子的技术特性的过程，为这些比特和原子生成一个动态平台，以表示所有可能的量子态，同时测试这些组合。物联网行业在很大程度上依赖于这种最优系统，因为大量数据需要复杂的计算，而这些运算只有量子计算机才能完成。
通讯及网络安全的安全平台由于物联网设备包含机密信息和敏感数据集，需要通过适当的身份验证和用户的完整性来保护它们。因此，由于它们的计算能力有限，安全措施和隐私的执行不能应用于这些技术。我们可以利用量子力学的理论和原理来帮助解决这一难题，因为安全通信可以通过量子密码学来启动。这些计算机和密码学的复杂结构可以抵御黑客，并通过量子密钥分发保护数据的完整性。
量子技术在智慧城市中的作用许多人选择将智慧城市描述为一种具有远见卓识的东西，一种创新全球已有领域和地区的方式。虽然，仅仅能够使用智能设备和系统不会产生指数级的影响，也不会优化技术与人类的关系。因此，如果量子计算能够管理广泛的数据系统交换，并通过基于药物发现的创新来改变医疗系统，那么它难道不具备推动智慧城市发展的力量吗?事实上，许多人相信量子计算机将会革新其他技术产品，这些产品大多是离线的。
这意味着，通过协调智能城市系统，多个利益相关者将利用这些计算能力发挥自己的优势。利用量子技术在城市内部验证智能技术系统的一个完美例子是，这些计算机可以帮助管理交通流量和缓解拥堵，尤其是我们现在生活在一个自动驾驶汽车成为我们新现实的时代。
世界各地的不同城市都在寻找使用量子计算机的动机，这种计算机可以控制全市的交通流量和道路拥堵。现在我们正在讨论将这些不同的创新技术结合起来的可能性，智能设备的功能可能会发挥作用，因为结合智能技术属性的量子计算机系统可能会为司机提供不同的建议或路线预测，从而减少他们的出行时间。
量子计算在科技发达城市的另一个应用是通过天气预报，以及天气预报如何与食品生产、运输和零售贸易产生间接关系。预测天气模式的能力给科学家带来了巨大的挑战，许多变量和方程开始生效。控制这些天气预报的复杂而冗长的方程与量子计算机给出的解是相容的。
除了预测天气模式外，量子技术在建立气候模型方面也有巨大的潜力，该模型可以为我们人类与环境(全球变暖、温室气体)之间的关系提供一个有洞察力的视角。最终，我们可以利用这些模型在很大程度上帮助预防和预测环境灾害，同时允许我们采取措施防止它们发生。
我个人研究过许多已知的课题，从生物技术到人类已知的一些最复杂和复杂的技术系统。我发现所有这些主题只有一个共同点，即利用这些现有技术解决世界上一些最紧迫的问题的价值。
这些技术的日益增长的身份不应该停止在解释其好处,相反,它应该详细如何倡导这些创新结合的发展要求人类和连接我们一种新的生活方式,一个我们的潜能来创建解决方案我们的地球变成了一个新的现实。
