5月19日，管理咨询公司麦肯锡发布最新报告《量子计算可能拯救地球》。报告指出，2021年联合国气候变化大会(COP26)上制定的新减排目标，需要每年4万亿美元的巨额投资，即使完全实现，到2050年，这些措施也只能将气候变暖程度减缓1.7℃到1.8℃之间，低于人们认为的避免灾难性的气候变化所需的1.5℃的水平。
量子计算可以为整个经济带来跨越式的变化，包括帮助解决持续存在的可持续发展问题。麦肯锡介绍了量子计算对碳减排和碳清除可能带来的一些突破性改变，并试图量化未来十年内可用的量子计算技术所产生的影响。他们预测，到2035年，与目前的发展轨迹相比，运用量子计算可以使每年减少70亿吨二氧化碳对气候的影响，或者在未来30年内累计超过1500亿吨，并有可能使世界达到1.5℃的气候变化目标。
麦肯锡报告中指出的量子计算未来可用于减少碳排放的具体途径如下。
一、电池技术革新
量子计算将能够以现在无法实现的方式模拟电池的化学性质，从而帮助找到更好的电极材料，乃至革新电池结构，从而制造出能量密度高于50%的电池，可以用于重型卡车以提高其经济用途。此外，更高能量密度的电池可以用于电网的规模储能，而将电网储能的成本减半则可以大幅推广太阳能的使用。相关模型显示，到2035年，改进的电池可以每年减少14亿吨的二氧化碳排放量。
二、改进工业用品
水泥等多数工业用品的生产会排放大量温室气体，量子计算可以帮助理论模拟材料组合，以找到在可用性、耐用性、抗风化等指标上合格，且能显著减少碳排放的工业材料。预计到2035年，这类材料的应用将每年减少10亿吨的二氧化碳排放。
三、使电力和燃料“脱碳”
1. 太阳能
量子计算可以通过精确模拟不同原子排列和粒子掺杂的钙钛矿结构，从而帮助设计具有长期稳定性、无毒性和更高能量转换效率的钙钛矿晶体及其他电池材料，如果能够达到理论上的效率提升，平均电力成本(LCOE)将降低50%。预计到2035年，这项技术每年可以减少4亿吨的二氧化碳排放量。
2. 氢气
量子计算有望解决质子交换膜（PEM）技术和脉冲电解建模中的计算瓶颈，以优化催化剂的使用，同时可以模拟催化剂和电解槽膜的化学成分，以确保二者进行最有效的相互作用。改进的技术有望将电解过程的效率提高到100%，并将氢气的成本降低35%。预计到2030年，量子计算可以使氢与天然气的价格持平。到2035年，由于这些改进而增加的氢气使用量可以将二氧化碳年排放量减少11亿吨。
3. 氨气
量子计算可以通过模拟来增强固氮酶的稳定性、保护酶免受氧气影响以及提高固氮酶产氨速率，从而解决传统工艺生成氨气导致的能源消耗和碳排放，并将降低67%的成本。预计到2035年，使用量子计算来促进更便宜的绿色氨作为运输燃料每年可以减少4亿吨的二氧化碳排放量。
四、提高碳捕集和固碳效率
1. 点源碳捕集
量子计算有望对分子结构进行更精确的建模，为不同浓度的CO2源设计新的有效溶剂，从而将碳捕集的成本降低30%至50%。这具有使工业过程脱碳的巨大潜力，可能使每年额外脱碳多达15亿吨。
2. 直接空气捕集
量子计算有助于推进对新型吸附剂的研究，并解决因对氧化、水和CO2降解敏感而产生的挑战。具有更高吸附率的新型吸附剂可以将成本降低到每捕获一吨二氧化碳100美元。到2035年预计每年可额外减少7亿吨的二氧化碳排放量。
五、改革粮食生产和畜牧业
量子计算可以通过精确的分子模拟来加速产生甲烷菌靶向抗体的抗甲烷疫苗的研制，从而减少奶牛等牲畜的甲烷排放。到2035年，每年可减少10亿吨的碳排放。
另外，到2035年，使用前述固氮酶生产的氨气制作氨肥取代目前常规生产的肥料，每年可减少2.5亿吨的碳排放。
综上所述，该报告认为量子计算可以通过更多方式应对气候变化，包括发现新的储热材料、发现高温超导体用以降低电网损耗、或支持核聚变的模拟等。用例不仅限于减缓气候变化，还可以应用于适应气候变化，例如，改进天气预报以对重大气候事件发出更准确的预警。但目前第一代量子计算机的功能尚不足以实现这些突破，这些创新的进展将不得不等待。