الحوسبة الكمومية سيوفر اختراقات في الكيمياء. كيف ؟
Source:
ومن المتوقع أن الحوسبة الكمومية سوف تسمح لنا حل المشكلات الحسابية التي لا يمكن حلها عن طريق القائمة الكلاسيكية وطرق الحساب. حاليا يعتبر أن أول الانضباط التي سوف تحصل على دفعة من الكم الإنجازات انها كيمياء الكم. في عام 1982 ، الفيزيائي الحائز على جائزة نوبل ريتشارد فينمان لوحظ أن المحاكاة ، ثم تحليل جزيئات معقدة إلى الحالة الرقمية يصبح الكمبيوتر غير مجدية عمليا لهذه الحالات.
و المشكلة ليست أن المعادلات التي تحكم هذه المحاكاة ، متطورة ، لا. في الواقع ، كانت بسيطة نسبيا ومباشرة و عرفت عنهم لسنوات عديدة. المشكلة أن معظم العلماء المهتمين في جزيئات تحتوي على مئات من الإلكترونات ، ولكل من هذه الإلكترونات تتفاعل مع كل إلكترون في ميكانيكا الكم والتي أدت إلى الملايين من التفاعلات التي لا يمكن التعامل معها حتى أقوى جهاز الكمبيوتر.
أجهزة الكمبيوتر الكم
من أجل التغلب على الكم طبيعة هذه المعادلات ، فاينمان المقترحة لإنشاء جهاز كمبيوتر الكم من شأنها أن تؤدي عمليات حسابية استنادا إلى قوانين فيزياء الكم ، كما الجواب. للأسف مثل هذه الدقة التلاعب الفردية الكم الكائنات المستحيل عمليا من وجهة النظر الفنية. النكتة التي تمكنت من تحمل العديد من السنوات الـ 35 الماضية ، حقيقة أن أجهزة الكمبيوتر الكم "في عشر سنوات."
على مدى السنوات القليلة الماضية ما كان حلما بعيد المنال ببطء أصبح حقيقة واقعة. أجهزة الكمبيوتر الكم تبدأ في الظهور الملايين من البرامج التي تعمل عن طريق الحوسبة السحابية ، التطبيقات المفيدة في اكتساب أشكال.
قوة من جهاز كمبيوتر الكم ، يمكننا أن ما يقرب من تقييم عدد من المكدسة ، أو بت الكم: كل كوبيت يمكن أن تمثل كل من 1 و 0 في وقت واحد. هناك العديد من الأجهزة واعدة نهج الحوسبة الكمومية ، بما في ذلك التوصيل الأيوني فخ ، الطوبوغرافية الترانزستور. كل منهم لديه إيجابيات وسلبيات ، ولكن استعمالا تحتل المركز الأول من حيث قابلية. جوجل و IBM و Intel استخدام هذا النهج لخلق الكم المعالجات تتراوح بين 49 إلى 72 من المكدسة. جودة كوبيت أيضا في تحسن مستمر.
انفراجة في الكيمياء
اختراق العلماء من مركز حساب الكم كامبريدج وشركائها من JSR كورب يكمن في القدرة على محاكاة Multireference الدولة الجزيئات. Multireference الدولة ، غالبا ما يكون من الضروري وصف "متحمس الدول" التي تظهر عندما تتفاعل الجزيئات.
والسبب هو أن هذه النماذج هو مهم هو أن الكلاسيكية الرقمية أجهزة الكمبيوتر تقريبا لا علاقة لها Multireference الدول في كثير من الحالات ، الكلاسيكية طرق حساب ، ليس فقط من الناحية الكمية ، ولكن أيضا نوعيا غير قادر على وصف الإلكترونية بنية الجزيئات.
هام المشكلة التي تم حلها مؤخرا إلى إيجاد الطرق التي الكم الكمبيوتر يمكن أن كفاءة أداء العمليات الحسابية المطلوبة الكيميائية دقة في العالم الحقيقي. بدأ برنامج 20-الكوبية المعالج IBM.
لماذا الكيمياء في مجال هذا الاهتمام ؟ الكيمياء هي واحدة من الأكثر ربحية التطبيقات التجارية لعدد من الأسباب. العلماء يتوقعون أن تجد أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من المواد التي يمكن أن تستخدم في بطاريات أو الألواح الشمسية. هناك أيضا فوائد بيئية: حوالي اثنين في المئة من الطاقة في العالم يذهب إلى الإنتاج من الأسمدة والتي هي غير فعالة بشكل رهيب و يمكن تحسينها من خلال متطورة التحليل الكيميائي.
وأخيرا ، هناك تطبيقات في الطب الشخصي ، مع القدرة على التنبؤ كيف الأدوية تؤثر على الناس على أساس علم الوراثة. في المدى الطويل — فرصة لتطوير عقار لشخص معين لتحقيق أقصى قدر من العلاج وتقليل الآثار الجانبية.
CQC و JSR كورب اثنين من الاستراتيجيات التي سمحت للعلماء لتحقيق انفراجة. أولا, أنها تستخدم الملكية مترجم CQC الأكثر كفاءة التحويل من برنامج الكمبيوتر تعليمات التلاعب كوبيت. هذه الكفاءة أمر مهم لا سيما في الحديث malakouti السيارة ، في كل كوبيت هامة وضرورية ولكن سرعة التنفيذ هو أمر بالغ الأهمية.
الثانية كانوا الكم آلة التعلم ، خاصة في الحقل الفرعي تعلم الآلة التي تستخدم ناقلات السعة ، و ليس مجرد احتمال. استخدام الأساليب الكمية آلة التعلم وقد وضعت خصيصا malakouti الحواسيب الكمومية ، مع التفريغ الجزئي مع المعالجات التقليدية.
في السنوات القليلة المقبلة ومن المتوقع أن تحسن بشكل كبير من الكم كل من الأجهزة والبرمجيات. بمجرد الحسابات أصبحت أكثر دقة وأكثر وأكثر الصناعات يمكن أن تستفيد من التطبيقات من أجهزة الكمبيوتر الكم ، بما في ذلك كيمياء الكم. وتتوقع غارتنر أن في أربع سنوات 20% من الشركات لديها الميزانية على حساب الكم. في عشر سنوات سوف تصبح جزءا لا يتجزأ من التكنولوجيا.
تصدق ؟ قل لنا في <قوية>
المزيد
هل يمكن للميلاتونين المساعدة في علاج الفيروس التاجي؟
Some doctors believe that sleep hormone helps with coronavirus It appears that in the list of potential treatments COVID-19, which the researchers proposed for several months of the pandemic, another replenishment: melatonin. A doctor in Texas says h...
ما هي البلدان التي يعيش فيها أكثر الناس نشاطاً؟
In which countries do people walk and play sports more? Let's find out. Physical activity, along with proper nutrition, is considered one of the main factors of a healthy lifestyle. Numerous scientific studies have found that regular exercise and wal...
كيف يؤثر الفضاء على الرؤية والحركات البشرية؟
In zero gravity, the human body begins to change The brain, like the heart, is one of the main organs of the human body. It consists of many areas, each of which has specific tasks. Take, for example, the cerebellum - this small area in the back of t...
أخبار ذات صلة
السبات في الفضاء: هل من الممكن أن تزج الشخص في حالة من السبات ؟
لا يوجد فيلم عن السفر بين النجوم ليست كاملة دون الغوص في نوم عميق. "بروميثيوس" ، و "الركاب" ، في كل مكان نرى الشخصيات الرئيسية تستيقظ في كابينة السبات إعادة تشغيل هشة علم وظائف الأعضاء من فترة طويلة ثابتة الدولة من الحفريات ، في ك...
تحت غطاء غرينلاند الجليدي اكتشف 31 كيلومتر من فوهة البركان تأثير
مجموعة دولية من العلماء الذين يعملون تحت إشراف كورت سايروس من جامعة كوبنهاغن خلال الطوبوغرافية البحث وجدت ما يقرب من كيلومتر-سميكة من الجليد الجليدية هياواثا في شمال غرب غرينلاند ، تأثير كبير على فوهة يبلغ قطرها حوالي 31 كيلومترا....
دراسة: كيف وسائل الاعلام الاجتماعية تؤثر على المزاج ؟
الشبكة الاجتماعية, دون أي شك ، ممارسة تأثير كبير على العديد من مجالات الحياة البشرية. على سبيل المثال ، في عام 2016 ، وقد ثبت في 2018 Facebook أعلنت أنها هي . بالطبع, كما أنها تؤثر بشكل مباشر على صحة المستخدمين. هذا الواقع أثبتت م...
طابعات 3D تطلق في الهواء المواد الخطرة
الطابعات الطباعة 3D هو ليس فقط تستخدم في صنع البلاستيك الأرقام و التفاصيل, ولكن أيضا من أجل إنشاء الهياكل المعقدة مثل . في راحة و فوائد لا شك في أن حقيقة أن السعر هو بالفعل منخفضة بما فيه الكفاية ، بحيث تصبح متاحة العديد من المؤسس...
العلماء يطورون تقنية استبدال ذكريات سيئة مع شيء جيد
بالتأكيد كل منا لحظات في الحياة أننا نفضل لسبب أو لآخر أن ننسى. ماذا عن استبدالها بشيء جميل ؟ أو حتى "يخترع" الذكريات ؟ يبدو ملخص مؤامرة من فيلم "توتال ريكول" استنادا إلى قصة من قبل فيليب ك. ديك ، ومع ذلك ، فإن مجموعة من العلماء م...
الصين قريبا بزيارة منطقة مجهولة على القمر
تعد الصين أن يذهب إلى أسفل في تاريخ استكشاف الفضاء ، إذا جاز التعبير. في كانون الأول / ديسمبر البلاد ستطلق أول مركبة فضائية على الجانب المظلم من القمر. نظام آخر ، والتي سوف تذهب إلى القمر في عام 2019 ، وسوف يعود القمر العينات إلى ...
الجرافين هو التحضير الموصلية الفائقة
ذرات الكربون يمكن أن تشكل حلقة في العديد من الطرق المختلفة. الكربون النقي يمكن أن تحدث في أشكال مختلفة بما في ذلك الماس والغرافيت, أنابيب, الجزيئات في شكل كرة القدم أو مع قرص عسل شبكة سداسية الخلايا المعروفة باسم الجرافين. هذا غري...
آراء العلماء حول "الغريبة" الأصل Omwamwi تقسيم
قبل أيام قليلة ورقة علمية من تأليف اثنين من العلماء من جامعة هارفارد : قالوا ذلك على شكل سيجار الحجر تحلق من خلال نظامنا الشمسي قد تكون أرسلت من قبل الأجانب. وقد لاحظ العلماء أن ذلك هو "الغريبة السيناريو" ، ولكن "Omwamwi يمكن أن ت...
لماذا الأقزام في الغابة هي منخفضة جدا. ظهرت ممكن تفسير
مجموعة من العلماء من معهد الدراسات المتقدمة في تولوز, جامعة هارفارد, جامعة إكستر وجامعة كاليفورنيا جاء مع نظرية أن يفسر انخفاض النمو الأقزام الذين يعيشون في الغابة. في مقالته التي نشرت في مداولات الجمعية الملكيه ب ، وقد اقترح العل...
وتكهن العلماء أن الكويكب Omwamwi أرسلت الأجانب
العلماء في جامعة هارفارد إلى أن غامض على شكل سيجار كائن بعد أن زار نظامنا الشمسي في العام الماضي ، يمكن أن تكون سفينة الفضاء الغريبة ، أرسلت في استطلاع الأرض. الكائن ، يطلق عليها اسم Omwamwi ، الذي ترجم من هاواي تعني "رسول من الما...
شريحة خاصة تساعد في علاج أورام الدماغ
تطوير أنواع جديدة من العلاج لأي مرض هو ليس سريع لأن التكنولوجيات الجديدة يجب أن يخضع الكثير من المراحل قبل أن تصبح متوفرة المختصين والمراكز الطبية. خصوصا من الصعب تطوير أدوات لعلاج السرطان و تدمير أورام الدماغ معقد بسبب حقيقة أن ل...
أكد جديدة بنية الحمض النووي في الخلايا البشرية
ربما أي شخص تقريبا على الأقل قليلا مألوفة مع العلم على السؤال "ما هو الحمض النووي ؟" أجاب "في شكل اثنين من اللوالب". و هذا البيان حتى آخر لحظة كان حقيقة بديهية لا تحتاج لإثبات. ولكن في الآونة الأخيرة مجموعة من الباحثين من أستراليا...
الحرب الباردة الذكاء الاصطناعي: تهديد إلى كل البشرية ؟
في ربيع عام 2016 نظام الذكاء الاصطناعي يسمى AlphaGo هزم بطل العالم في لعبة في المباراة في فندق الفصول الأربعة في سيول. العالم كان رد فعل على الفور. معظم الأميركيين والأوروبيين ليسوا على دراية الذهاب ، الآسيوية القديمة اللعبة التي ...
CERN يبدأ من جديد الجاذبية التجارب مع المادة المضادة
المنظمة الأوروبية للبحوث النووية (CERN) لا تزال التجارب باستخدام مسرعات الجسيمات. هذه المرة العلماء ترغب في إجراء دراسة أخرى من المادة المضادة. في هذه الحالة نحن نتحدث عن تأثير الجاذبية. بعد كل شيء, إذا كنت تفترض أن المادة والمادة...
وقد وجد العلماء أدلة على وجود الثقب الأسود في مركز مجرتنا
في الواقع ، انهم يشتبهون منذ فترة طويلة في مركز مجرتنا ثقب أسود هائل ، والآن لديهم أدلة مقنعة تثبت ذلك. باستخدام المقراب الكبير جدا مجموعة من أربعة الفردية التلسكوبات الموجودة في فارغة صحراء أتاكاما في شيلي — وقد لاحظ العلماء ألفا...
"تتريس" كانت أفضل لعبة على مكافحة الإجهاد
الكمبيوتر لعبة "تتريس" اكتسب مركز عبادة وأصبح موضوع العديد من الأبحاث و التجارب. ومؤخرا في أوائل تشرين الأول / أكتوبر ، علماء من جامعة واشنطن تستخدم اللعبة تثبت أن تحكم الأشكال باستخدام قوة الفكر. مجلة العاطفة نشرت دراسة جديدة وهو...
"تبريد الدماغ" — طريقة جديدة في الكفاح ضد مرض باركنسون
مرض الزهايمر وفقا لبعض كان هناك حتى من بين أجدادنا. في حين وصفت هذا المرض في بداية القرن الماضي و في نفس الوقت بدأ البحث عن الدواء. بالطبع في هذا المجال هناك تقدما كبيرا ، ولكن لحماية أو علاج الجسم من هذه الاعصاب العملية للأسف لا ...
الخلايا الموجودة مرونة فائقة خصائص
مجموعة من العلماء من إسبانيا ، فرنسا ، ألمانيا وسنغافورة اكتشفت أن بعض الخلايا تحت ظروف معينة يمكن أن تظهر مرونة فائقة خصائص. في ورقة نشرت في مجلة الطبيعة ، المجموعة يصف دراسة الخلايا الظهارية و الاكتشاف. مانويل "تيرى" و عاطف Aspa...
في السنوات الأخيرة ، العلماء بشكل متزايد النامية في خلق ثنائي الأبعاد المواد. و هو الجرافين هو ليس الوحيد في هذه القائمة. على سبيل المثال, كتبنا مؤخرا عن تعديل جديد من الفوسفور الذي يمكن أن طرد المواد الكربونية. غير أن الباحثين من...
المميت القاتل السرطان في كل خلية من خلايا أجسامنا
الجسم لديه وظيفة حماية ضد مختلف الظروف التي تهدد الحياة. ومع ذلك ، في بعض الحالات ، الاحتياطيات ليست كافية. على سبيل المثال في المعركة ضد السرطان. وهكذا في العلوم هناك حالات عندما هو المرحلة الأكثر تقدما من المرض تراجعت و الرجل شف...
تعليقات (0)
هذه المادة قد لا تعليق أول