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《科技日報》:量子計算機首次成功模擬化學反應
发布时间:2020-09-08 09:36

據英國《新科學家》網站近日報道,谷歌公司研究人員首次借助量子計算機,成功模擬了一個化學反應!他們表示,盡管這一反應很簡單,但卻是量子計算機走向實用化的重要一步。未來有一日,科學家或許可借助量子模擬來研發新化學物質。相關研究發表于最新一期《科學》雜志。

研究人員解釋說,由于原子和分子是受量子力學控制的系統,因此量子計算機有望成爲精確模擬它們的最佳工具。量子計算機使用量子比特存儲信息並執行計算,但一直很難達到模擬大原子或化學反應所需的精度。

在最新研究中,谷歌團隊使用該公司的Sycamore處理器首次對一個化學反應進行了准確的量子模擬:他們模擬了由兩個氮原子和兩個氫原子組成二氮烯分子的異構化反應。這一量子模擬與研究人員在傳統計算機上進行的模擬吻合,證實了他們的研究。

論文通訊作者瑞恩·巴布希說,盡管這種反應可能相對基礎,不需要“大材小用”——用量子計算機進行模擬,但這項研究證實了目前的量子算法可以達到實驗預測所需的精度,是量子計算向前邁出的一大步。

他還表示,將這一算法進行擴展可以模擬更複雜的反應——只需要更多量子比特並稍作調整即可。終有一天,我們甚至可以使用量子模擬來研發新化學物質。

這並非Sycamore首秀201910月,研究團隊在《自然》雜志撰文稱,Sycamore200秒內完成了目前世界上最快的超級計算機需1萬年才能完成的計算,實現了量子霸權(quantum supremacy)。

“量子霸權”是美國加州理工學院物理學家約翰·普瑞斯基爾發明的名詞,用來表示“在存儲和通信帶寬呈指數級增加後,量子計算機擁有傳統超級計算機所不具有的能力”,比如在化學和材料學裏模擬分子的結構,處理密碼學、機器學習方面的一些問題等。