Кванттық есептеулер қамтамасыз етеді серпілістер химия. Қалайша?

бұл кванттық есептеулер мүмкіндік береді шеше есептеу міндеттері, шешілуі мүмкін емес қазіргі классикалық әдістерімен есептеу. Қазіргі уақытта қабылданды деп саналсын, бұл ең бірінші пән алатын қуатты серпін жылғы кванттық жетістіктерін, бұл кванттық химия. 1982 жылы физик-Нобель сыйлығының лауреаты Ричард Фейнман байқаған, симуляция, содан кейін талдау молекулалардың — соншалықты қиын іс үшін цифрлық компьютер, ол іс жүзінде бесполезен осы....

түйткіл емес теңдеулер, басқарушылар осы симуляциями, күрделі, жоқ. Шын мәнінде, олар салыстырмалы түрде қарапайым және прямолинейными, мен білетін, олар туралы көптеген жылдар бойы. Түйткіл мынада, көптеген қызықтыратын ғалымдардың молекулалардың өгей жүздеген электрондар, және бұл электрондар взаимодействовал әрбір басқа да электрондық кванттық-механикалық түрде — бұл енуі миллион өзара, олар алмады өңдеуге тіпті ең қуатты компьютер.

Кванттық компьютерлер

еңсеру Үшін квантовую табиғатын осы теңдеулер, Фейнман құруды ұсынды кванттық компьютерлер орындайтын есептеу негізге ала отырып, заңдар кванттық физика, жауап ретінде. Өкінішке орай, мұндай нақты айла-шарғы жасау жекелеген квантовыми объектілері болды іс жүзінде мүмкін емес техникалық тұрғысынан. Әзіл-қалжың, ол үлгерді көптеген утомить соңғы 35 жыл, қатысушыларды " деп кванттық компьютерлер "он жылдан кейін".

соңғы бір-екі жыл болса, бұл кезде болды, алыстағы арман", "баяу" воплотилось білдірді. Кванттық компьютерлер бастайды, пайда, миллиондаған бағдарламалар арқылы жұмыс істейді бұлт, пайдалы қосымшалар ірі нысандары.

Қуаты кванттық компьютерді шамамен бағалауға саны кубитов, немесе кванттық бит: әр кубит ұсына алады, 1 және 0 бір мезгілде. Бірнеше многообещающих аппараттық тәсілдерді квантовым есептеулерге қоса алғанда, сверхпроводимость, иондық қақпан және топологиялық транзисторлар. Олардың әрқайсысының артықшылықтары бар және кемшіліктері, бірақ сверхпроводники бірінші орында жоспарда ауқымының. Google, IBM және Intel пайдаланады, бұл тәсіл жасау үшін кванттық процессорлар диапазонында 49-дан 72 кубитов. Сапасы кубита сондай-ақ, тұрақты жақсаруда.

Серпін химия

Серпіліс ғалымдарының Орталығының кванттық есептеулер Кембридж және олардың серіктестерінің бірі JSR Corp жасалса да қабілетін модельдеуге мультиреференсные жай-күйі молекулалардың. Мультиреференсные жай-күйін көбінесе қажет сипаттау үшін "қозған күйлерінің" пайда болған молекулалар өзара іс-қимыл жасайды.

Себебі мұндай модельдеу маңызды мәні мынада: классикалық сандық компьютерлер іс жүзінде ештеңе мүмкін көмектесе отырып, мультиреференсными жай-күйі; көптеген жағдайларда классикалық есептеу әдістері ғана емес, сандық, бірақ сапалы емес, жай-күйі сипаттау электрондық құрылымын молекулалардың.

Маңызды мәселе, жуырда шешімін тапты, модернге, табу тәсілдері, олар квантовый еді тиімді орындауға, есеп айырысу және талап етілетін химиялық дәлдікпен нақты әлем. Бағдарлама іске қосылды 20-кубитном процессоры IBM.

Неге химия попала в жолында осындай мүдденің? Химия — бірі ең тиімді коммерциялық қосымшалар бірқатар себептер бойынша. Ғалымдар сенеді табу энергиялық тиімді материалдар пайдалануға болады аккумулятор немесе күн панельдері. Бар сондай-ақ, экологиялық артықшылықтары бар: шамамен екі пайызға энергиясын әлемдегі кетеді тыңайтқыштарды өндіру, қорқынышты тиімсіз және мүмкін жақсарды арқылы күрделі химиялық талдау.

Ақырында, бар қосымшалар дербестендірілген медицина мүмкіндігімен болжау, фармацевтикалық препараттар әсер етеді адамдардың негізге ала отырып, олардың генетика. Ұзақ мерзімді перспективада мүмкіндігі әзірлеу препарат үшін нақты адам үшін барынша тиімді емдеу және жанама әсерлерін барынша азайту.

У CQC және JSR Corp екі стратегиясын мүмкіндік берген ғалым жүзеге асыру, бұл жетістік. Біріншіден, олар пайдаланған жеке компилятор CQC үшін неғұрлым тиімді қайта құру, компьютерлік бағдарлама нұсқаулығын үшін айла-шарғы жасау кубитом. Мұндай тиімділігі әсіресе маңызды қазіргі заманғы малокубитных машиных, онда әрбір кубит маңызды және қажет, ал орындалу жылдамдығы шешуші мәнге ие болады.

Екіншіден, олар пайдаланған квантовое машиналық оқыту, арнайы подполе машиналық оқыту, ол пайдаланады векторлық амплитудасы ғана емес, ықтималдығы. Пайдаланылатын әдісі кванттық машиналық оқыту үшін арнайы әзірленген малокубитных кванттық компьютерлер, ішінара түсіру кезінде көмек дәстүрлі процессорлар.

алдағы бірнеше жылда күтілуде айтарлықтай жақсарту кванттық ретінде аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз ету. Белгілі бір есептеулерді неғұрлым дәл, барлық салаларының артықшылықтарын қолдана алады қосымшалардың кванттық компьютерлерді қоса алғанда, квантовую химия. Gartner деп болжайды қазірдің өзінде төрт жылдан кейін 20% корпорациялардың бюджетке кванттық есептеулер. Он жылдан кейін олар ажырамас компоненті.

сенесіз бе? Айтыңызшы, біздің