<<返回上一页

量子计算机做化学

发布时间:2017-07-19 06:29:03来源:未知点击:

作者:科林巴拉斯量子物理学家团队迈出了使用量子计算机预测化学反应将如何发生的第一步即使是最强大的经典计算机也在努力计算分子在化学反应中如何相互作用这部分是因为这些系统的复杂性随着每个原子的加入而翻倍,因为每个原子都与其他原子纠缠在一起对于量子计算机来说,这种不断升级的复杂性要容易得多,因为量子计算机表现出类似的特性:只增加一个额外的量子比特或“量子比特”使计算能力翻倍 “量子计算机和建模化学之间存在着天然的匹配,”澳大利亚布里斯班昆士兰大学的安德鲁怀特说 2005年,哈佛大学的AlánAspuru-Guzik及其团队提出了一种在量子计算机上进行量子化学计算的算法现在White,Aspuru-Guzik及其同事已经在最先进的双量子比特光子量子计算硬件上实现了该算法他们的“迭代相位估计算法”是现有量子算法的变体,例如Shor算法,它已成功用于破解加密方案它连续运行几次,每次运行的输出形成下一次的输入 “你向算法发送了两件事:一个控制量子比特和一个量子比特寄存器,预编码了一些与你正在研究的化学系统相关的数字信息,”怀特说 “控制量子位会纠缠寄存器中的所有量子位,以便输出值 - 0或1 - 为您提供有关化学系统能量的信息”每次进一步运行该算法都会增加一个额外的数字数据通过算法20次以给出非常精确的能量值 “这就像是小数点后20位,”怀特说系统中的错误可能意味着偶尔会将0与1混淆,因此要检查结果,将20步过程重复30次该团队使用该过程计算氢分子的能量,作为其与相邻分子的距离的函数怀特说,结果令人震惊他们计算出的能量水平与模型预测精确一致 - 在百万分之六的范围内 - 当怀特第一次看到结果时,他认为他正在研究理论计算 “它们看起来非常好”尽管密码学通常被认为是量子计算最有可能的第一个应用,但化学看起来在短期内更有前景,Aspuru-Guzik说他说,一个具有128个量子比特的系统“将能够胜过经典计算机”作为化学工具怀特说,密码学量子算法需要数千个量子比特才能发挥作用 “我们使用的氢模型是一个简单的第一年本科量子模型,几乎所有的复杂性都已被删除,”怀特说 “但事实证明我们原则上可以做更复杂的模型它归结为使用具有更多量子比特的系统“期刊参考:自然化学,DOI:10.1038 / nchem.483关于这些主题的更多信息: