新的量子算法破解了非线性方程，计算机能否代替人类成为「先知」？

曾经我们以为，无论计算机有多么强大，都不足以预测未来。现在这个想法很可能要被推翻了：计算机可能比人类更擅长成为「先知」。

在某些领域，计算机能够轻易地预测未来，例如像树汁是如何在树干中流动的这样简单、直观的现象可以被线性微分方程的几行代码所捕获。但在非线性系统中，相互作用会影响到自身——当气流经过喷气机的机翼时，气流会改变分子相互作用，从而改变气流，循环往复。这种反馈循环会滋生混乱，即使是初始条件下的微小变化也会导致后来的行为产生巨大变化，从而使预测几乎不可能成功，无论计算机的算力如何。

马里兰大学量子信息研究员安德鲁 • 柴尔德斯（Andrew Childs）说：「这就是为什么天气难以预测、复杂的流体流动难以理解的原因之一。如果可以弄清楚这些非线性动力学，则可以解决一些棘手的计算问题。」

这并非是一种空想，并且可能很快就会实现。在 11 月发表的独立研究中，Childs 领导的团队和 MIT 的团队都描述了一个强大的工具，可以使量子计算机更好地对非线性动力学进行建模。

与传统计算机相比，量子计算机能够利用量子现象更有效地执行某些特定的计算。正是由于具有这些功能，量子计算机得以使复杂的线性微分方程式被快速地推翻。长期以来，研究人员一直希望他们可以通过巧妙的量子算法来解决非线性问题。

尽管这两个研究所使用的具体方式差异很大，但都使用了将非线性伪装成更易理解的线性近似集的一种新方法。所以，现在有两种不同的使用量子计算机解决非线性问题的方法。

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