量子技术的“内幕消息”：量子与自然灾害

由柏拉图重新发布

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自然灾害几乎影响到全球每个人，但由于量子计算，现在可能有办法帮助预测和减轻这些情况。

By 肯纳休斯 - 卡斯尔伯里 28 年 2023 月 XNUMX 日发布

飓风、地震和海啸等自然灾害有可能对基础设施、财产和人类生命造成毁灭性破坏。预测和减轻这些灾难是一项具有挑战性的任务，科学家和研究人员一直在探索各种技术来帮助完成这些工作。量子计算是可以提供一些有希望的结果的各种技术之一。从测量重力波到天气预报，这些下一代计算机可能是创建更有效的自然灾害预警和缓解系统的关键。

查看卫星数据

因为许多这些自然灾害，特别是海啸或飓风，都可以通过卫星，卫星图像可以用作量子计算机分析的数据库。通过分析从中收集的大量数据传感器和卫星，量子计算机可以预测这些自然灾害风险更大的地区，以及海啸或飓风季节可能特别严重的年份。例如，可以分析有关大气条件、洋流和地震活动的数据，以提供更准确的全球预测。

天气预报

量子计算还可以用来帮助创建天气预报，这反过来又可以帮助减轻更多基于天气的自然灾害，例如龙卷风或山洪暴发。凭借其优化算法，量子计算可以帮助为这些事件创建更有效的警告系统，或者帮助创建警报器和其他警告设备放置位置的地图，以便所有人都能听到。

地震测量

在最近的一篇文章中 Discover 杂志，我采访了 Daniel Boddice 博士，伯明翰大学的一位教授，他正在研究使用量子技术来测量地震并预测地震接下来可能发生的位置。由于地震几乎无法预测（大多数估计都给出了年份范围），拥有一个更灵敏的系统，一个可以观察地球重力波的系统，有助于创建一个更有影响力的预警系统，并在此过程中挽救生命。

减轻自然灾害

量子计算还有助于减轻自然灾害的影响。例如，在地震的情况下，量子计算机可以用来模拟建筑物和其他结构在不同地震条件下的行为。通过运行这些模拟，工程师可以识别建筑物和其他结构中的弱点，并制定策略以提高它们的抗震能力。这有助于在发生地震时最大程度地减少损失并挽救生命。可以对火车轨道等其他结构重复相同的过程，有助于最大程度地减少火车脱轨。

同样，量子计算可用于模拟飓风和其他恶劣天气事件期间沿海地区的行为。通过运行这些模拟，研究人员可以确定发生洪水或其他破坏的高风险区域，并制定保护这些区域的策略。例如，可以建造海堤和其他屏障来保护沿海社区免受风暴潮的影响，可以制定疏散计划来帮助人们安全疏散洪水高风险地区。

虽然量子计算在帮助推进自然灾害预警系统方面还有很长的路要走，但预计会发生的许多好处对于使我们的世界更强大地应对这些情况具有重要意义，并有助于拯救数以千计的生命过程。

Kenna Hughes-Castleberry 是 Inside Quantum Technology 的特约撰稿人和 JILA（科罗拉多大学博尔德分校与 NIST 的合作机构）的科学传播者。她的写作节奏包括深度技术、元宇宙和量子技术。