谷歌團隊新突破，量子計算機模擬化學反應，再現黑科技

近日，有國外媒體報導稱，谷歌AI量子技術研究團隊在量子計算機上完成了有史以來規模最大的化學模擬數據分析。據了解，這是量子計算機第一次參與到化學模擬反應中，該研究成果引起了計算機領域、化學領域和量子技術領域的轟動，並於本月28日登上了《Science》雜誌封面。

對於傳統計算機來說，模擬複雜多變、計算量呈指數級增長的化學反應是一項極其艱巨的任務。而信息處置能力和運算速度都遠超傳統機器的量子計算機，雖然是理論上進行計算量龐大且複雜的化學反應的最優選擇，但是在模擬精度方面，科學界普遍持懷疑態度。

面對科學界的質疑，谷歌AI量子技術團隊圓滿完成了化學模擬反應的研究實驗，向科學界界展示了量子計算機優異的計算能力。論文在《Science》發表後，谷歌AI量子技術團隊的研究成功也被全球各大媒體進行廣泛報導。

《Science》刊登的研究論文中詳細介紹了具體的研究方法。谷歌AI量子技術團隊使用了搭載Sycamor處理器的量子計算機，運用了Hartree-Fock模型運算方程進行了分子電子能量計算。該過程中谷歌研究團隊通過應用噪聲魯棒的變分量子本徵求解（VQE，variational quantum eigensolver）計算方法來模擬化學反應機制，對研究成果進行了完善糾錯處理。基本研究方向是兩個重氮原子和兩個重氫原子發生重組反應時，氫原子圍繞氮原子不停運動從而形成了各式各樣的結構。實驗結果檢測，運用量子計算機進行化學模擬產生的數據與過去在傳統計算機上進行模擬的數據基本吻合。

據悉，這並不是谷歌第一次在量子領域取得突破並登上《Science》雜誌封面。2019年10月，谷歌AI量子技術團隊發表量子優越性研究成果，相關論文登上了《Science》雜誌封面。在論文中，谷歌研究人員稱，擁有完整量子系統的量子計算機可以在200秒內完成一個計算，而用被譽為當今世界上最強大計算機之一的Summit進行同樣的計算則需要長達1萬年的時間。

谷歌AI量子研究團隊對化學反應的成功模擬，將改變理論化學體系，同時也推動了化學相關產業的發展。研究團隊向媒體表示，本次研究為化學模擬計算描繪了量子技術的藍圖，其中運用的物理虛擬模型也向科學界證明了物理模擬具有難以代替的優勢。在未來，量子計算機將承擔更艱巨的科學運算任務。