谷歌成功地在量子計算機(jī)上進(jìn)行了最大規(guī)模的化學(xué)模擬。這一壯舉可以打開化學(xué)的新領(lǐng)域，幫助許多行業(yè)邁出下一步。谷歌量子團(tuán)隊使用噪聲魯棒的可變分量子樣本求解器(VQE)通過量子算法直接模擬化學(xué)機(jī)理。

這種計算側(cè)重于真實(shí)化學(xué)體系的“Hartree-Fock”近似，但它是量子計算機(jī)上任何其他以前的化學(xué)計算的兩倍，并且包含了十倍的量子門操作。Hartree-Fock是計算物理和化學(xué)中的一種近似方法，用于確定穩(wěn)態(tài)下量子多體系統(tǒng)的波函數(shù)數(shù)和能量。

谷歌團(tuán)隊在《科學(xué)》雜志發(fā)表的一篇論文中寫道：“重要的是，我們驗證了為目前可用的量子計算機(jī)開發(fā)的算法能夠達(dá)到實(shí)驗預(yù)測所需的精度，從而揭示了實(shí)現(xiàn)量子化學(xué)系統(tǒng)逼真模擬的途徑。”

該實(shí)驗在Sycamore處理器上運(yùn)行，該處理器最近被用來證明量子優(yōu)勢。

Sycamore有54個量子位，由140多個可單獨(dú)調(diào)節(jié)的元件組成，每個元件都由高速模擬電脈沖控制。谷歌在其博客中解釋說，要實(shí)現(xiàn)對整個設(shè)備的精確控制，需要對2000多個控制參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，即使是這些參數(shù)中的微小誤差，也可以快速添加到總計算的重大誤差中。

研究人員表示，對于除最小系統(tǒng)之外的所有量子化學(xué)方程，精確的解對于現(xiàn)代經(jīng)典計算機(jī)來說都是遙不可及的。這是由于量子變量的數(shù)量和統(tǒng)計的指數(shù)標(biāo)度。

研究人員解釋說，通過使用量子計算機(jī)，本質(zhì)上，計算機(jī)利用獨(dú)特的量子力學(xué)特性來處理經(jīng)典同行難以處理的計算，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜化學(xué)過程的模擬。

今天的量子計算機(jī)足夠強(qiáng)大，可以為一些任務(wù)提供明顯的優(yōu)勢。然而，這種裝置能否用于加速目前的量子化學(xué)模擬技術(shù)，還有待觀察。

此外，研究團(tuán)隊還發(fā)布了實(shí)驗的代碼，將谷歌開源庫“OpenFermion”用于化學(xué)量子計算。

研究人員補(bǔ)充說：“我們希望這個實(shí)驗?zāi)軌虺蔀槿绾卧诹孔犹幚砥魃线M(jìn)行化學(xué)計算的藍(lán)圖，成為實(shí)現(xiàn)物理模擬優(yōu)勢的起點(diǎn)?！?

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標(biāo)簽:谷歌。

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