在杜拜舉行的第 28 屆締約方會議上，世界領導人齊聚一堂，共同應對氣候危機，包括科技和創新在多大程度上發揮作用。
如果我們要在 2050 年實現淨零排放的雄心，那麼我們需要採取一切力所能及的創新和政策解決方案。
這項系統性挑戰的規模意味著它無法僅透過單一創新來解決——鑑於此，人們自然會對任何聲稱能夠「解決」氣候變遷的技術靈丹妙藥持高度懷疑態度。
人們對像量子計算這樣流行的技術持懷疑態度是很自然的，有人說它有一天可能“解決氣候危機”，“解決世界飢餓”，甚至可能“拯救地球”。
但作為一項具有巨大潛力的技術，它有助於準確地了解它是否、何時以及在多大程度上能夠為解決氣候危機做出貢獻。
量子電腦近期最重要的應用之一是對量子力學發揮關鍵作用的物理系統進行建模。
對於標準計算機來說，這是一項極具挑戰性的任務，但非常適合量子計算機。事實證明，包括太陽能電池和催化劑在內的幾種關鍵清潔能源技術的核心都具有量子力學效應。
發揮量子在再生能源的潛力
讓我們來看看再生能源電池儲存的案例，這是應對氣候變遷的重要工具。
經過多年的價格大幅下降，風能和太陽能現在比化石燃料更便宜，並被視為淨零排放的關鍵。
但這兩種電源都是間歇性的。為了實現跨越需求高峰和低谷的容量管理以及應對夜間和無風的日子，需要儲能。光是在英國，國家電網就估計到 2050 年需要超過 50GW 的容量才能達到淨零排放。
對於短期需求，鋰離子電池儲存是領先技術。然而，電池儲存的成本可能是陸上風能或太陽能成本的三倍以上，使得這些技術與化石燃料相比缺乏競爭力。
然而，在一天的時間尺度上，目前還沒有大規模經過商業驗證的電池技術。
更好的電池的開發可以從根本上改變我們對太陽能和風能的依賴。
更好的電池，更乾淨的能源
設計具有更高能量密度的新電池是一個主要目標，但由於需要進行大量實驗室實驗來測試候選材料，因此受到阻礙。
可能的電池材料種類繁多，令人眼花繚亂，但在實驗室中測試所有這些材料需要很長時間，而且現有的模擬它們的計算方法有時太不準確而無用。
量子電腦將能夠以虛擬方式而不是在實驗室中準確計算電池材料的能量密度。
這反過來將能夠篩選數百種新型電池材料，以選擇最有希望進行最終實驗室測試的材料。
這不僅僅是一廂情願的想法：我們知道如何設計量子演算法來計算電池材料的關鍵特性——剩下的就是對硬體和軟體進行必要的性能改進，以便這些演算法可以在有意義的問題上運行。
更好的電池也可能對儲存以外的清潔能源產生重大影響。例如，它們可以實現續航里程更高的電動車，甚至是電池供電的飛行。
量子運算還可以有助於開發其他清潔技術，例如用於發電的光伏技術以及用於電力儲存或傳輸的超導體。
力爭 2030 年實現 2050 年淨零排放
到 2050 年而不是 2070 年實現淨零排放可能會導致氣溫升高 1.5 度而不是 2 度——每年足以挽救數萬人的生命。
一種新型電池技術從原型到完全商業化可能需要 10 到 20 年的時間。
因此，為了讓量子計算對 2050 年達到淨零排放產生重大影響，我們需要在 2030 年左右看到量子計算發現的第一批電池材料。
如果我們努力解決重要問題，例如在不久的將來量子電腦上進行電池材料建模，那麼這個時間尺度是可以實現的。
在 Phasecraft，我們已經證明用於材料建模的量子演算法的成本降低了超過一百萬倍。
我們相信，還會發現更多這樣的減少，並且使用近期量子電腦對電池材料以及其他重要物理系統進行建模也指日可待。
淨零難題的重要組成部分
量子運算本身無法實現淨零排放或「解決」氣候變遷——這需要世界領導人和量子界之間持續的國際合作，以及立即實施大幅減排。
但是，如果我們共同努力，我們就可以利用這項技術來實現突破性的綠色創新。
考慮到這個問題的迫切性，量子硬體和軟體的開發必須繼續加快步伐——等到技術完全成熟時就來不及產生影響了。
量子計算可能是淨零拼圖的重要組成部分。至少在這一點上，我們希望COP28代表能夠達成一致。
阿什利·蒙塔納羅 (Ashley Montanaro) 是布里斯託大學量子計算教授，也是量子演算法公司 Phasecraft 的聯合創始人兼執行長。
在歐洲新聞台，我們相信所有觀點都很重要。聯絡我們：查看@euronews.com發送推介或意見並參與對話。
