人工智慧（AI）正為科學研究與人們對世界的理解帶來全新可能。科學家如今已能深入解析電子、創造新材料，甚至與樹「對話」。生成式AI工具驅動科學發現突飛猛進，開啟對人體細胞與其所依賴生態系統的深層洞察。
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AI正從理論走向實際應用，協助科學家深入理解地球複雜的運作系統，並應對日益嚴峻的環境挑戰。
微軟推出的Aurora模型是首批以地球科學資料訓練的AI基礎模型之一。它不僅用於天氣預報，更能模擬大氣、陸地與海洋之間的交互作用，幫助科學家更精準地預測熱帶氣旋、空氣品質變化與海浪波動等自然現象，讓各地社區能有效因應環境災害，並加速對氣候變遷調適。
其他專案也以嶄新方式將AI應用於永續發展挑戰中。微軟與華盛頓大學的研究人員正在研發一種低碳水泥，透過混合海藻生質原料，打造更具永續性的建築材料。Avanade推出的Intelligent Garden應用程式透過感測器與都市樹木「對話」，能即時監測濕度、空氣品質與生長模式等數據，並彙整為一份綜合性的健康報告。在坦尚尼亞，AI則透過無人機影像分析與辨識長頸鹿身上斑點圖樣，幫助保育工作者追蹤並保護這些瀕危物種。
量子運算正在擴展科學研究的邊界，能以傳統電腦無法達成的方式，模擬自然世界的運作機制。傳統系統以0與1處理資訊，而量子電腦使用量子位元（qubit），可同時代表多種狀態，使其能同步探索大量可能性，特別適合對化學反應、材料性質等複雜系統進行建模。
微軟已開始將量子物理與AI結合，加速此類研究的發展。近期一項重大突破是推出四維幾何碼（4D geometric codes），帶來全新的錯誤校正機制，進一步提升量子硬體的穩定性、可靠性與可用性。微軟也與Atom Computing合作，開發採用中性原子量子位元的系統，並推出Majorana 1晶片，作為另一種可實現更高可靠性與擴展性的量子運算架構。
這類創新為研究人員帶來嶄新方法，能在健康、材料與氣候等傳統運算力難以應付的領域中建構問題模型。
AI在能源的生產、儲存與使用方面扮演日益重要的角色，不僅優化現有系統，也推動新系統的建構。例如，微軟與日產汽車公司合作開發一套機器學習方法，可準確預測電動車電池的耗損情況，減少大量物理測試的需求，有助於判斷哪些電池可回收再利用，而非直接報廢，成為日產推動碳排放減量計畫中的關鍵一環。
AI正加速核融合能源的發展，作為邁向潔淨能源的長期目標。透過模擬複雜的物理過程，科學家能更快驗證想法，並找出深具潛力的反應爐設計，加速將這項能源併入電網。在美國，微軟也積極探索AI如何簡化先進核能與核融合專案的許可流程。
在邁向永續能源儲存目標上，微軟亦運用AI篩選超過3,200萬種候選材料，進而發現一種新材料，有望將電池中的鋰使用量降低最多達70%。