Google迄今為止在量子計算機上進行最大的化學模擬

2020-09-05 腳尖追細陽


谷歌的AI Quantum團隊的一個研究人員團隊（與未指定的合作者合作）迄今為止在量子計算機上進行了最大的化學模擬。該小組在《科學》雜誌上發表的論文中描述了他們的工作以及為什麼他們認為這是量子計算向前邁出的一步。史丹福大學的肖元寫了一篇《觀點》文章，概述了量子計算機用於進行化學模擬的潛在好處以及AI Quantum團隊的工作，該文章發表在同一期刊上。

通過在計算機上模擬化學過程來預測化學過程的能力將對化學家大有裨益-目前，他們大部分都是通過反覆試驗來完成的。預測將為性能未知的多種新材料的開發打開大門。令人遺憾的是，當前的計算機缺乏這種工作所需的指數縮放。因此，化學家一直希望量子計算機能夠在一天之內介入這一角色。

當然，當前的量子計算機技術還沒有準備好應對這樣的挑戰，但是計算機科學家希望在不久的將來將它們實現。同時，像Google這樣的大公司一旦成熟就開始投資於使用量子計算機的研究。在這項新工作中，AI Quantum團隊致力於模擬簡單的化學過程-真實化學系統的Hartree-Fock逼近-在這種特殊情況下，重氮分子與氫原子發生反應，從而導致改變組態。

弄清楚如何對Google的Sycamore量子系統進行編程並不困難-困難的部分是弄清楚如何確保結果準確-眾所周知，量子計算機容易出錯。驗證是AI Quantum團隊的真正成就。他們通過將量子系統與經典計算機配對來做到這一點。它被用來分析Sycamore機器給出的結果，然後提供新的參數。重複該過程，直到量子計算機達到最小值為止。該團隊還使用了另外兩個檢查系統，兩個系統都旨在計算結果以發現並修復錯誤。


相關焦點

  • 美國谷歌的量子黑科技實現了最大規模的化學模擬
    昨日，谷歌宣布，其量子研究團隊在量子計算機上模擬了迄今最大規模的化學反應。黑科技量子計算機，再次震驚震動計算機界、量子技術界以及化學界。其重大研究成果於今日榮登《Science》雜誌的封面，題為《Hartree-Fock on a Superconducting Qubit Quantum Computer》。
  • 還是發生了，美國谷歌的量子黑科技實現了最大規模的化學模擬
    昨日，谷歌宣布，其量子研究團隊在量子計算機上模擬了迄今最大規模的化學反應。黑科技量子計算機，再次震驚震動計算機界、量子技術界以及化學界。而量子計算機雖然在某些方面能獲得明顯的計算優勢，但是對於複雜的化學反應過程實現高精度的模擬仍然是一個有待研究的問題。而谷歌卻實現了這個令人興奮的研究成果。研究人員運用量子計算機模擬了一個由兩個氮原子和兩個氫原子組成的二氮烯分子的異構化反應。結果表明，通過量子計算機進行的化學反應模擬與研究人員在經典計算機上進行的模擬結果一致，從而驗證了此次實驗成果的正確性。
  • Google量子計算首次模擬化學反應 可用於開發新化學物質
    8月27日，Google量子研究團隊宣布其在量子計算機上模擬了迄今最大規模的化學反應。相關成果登上了《科學》雜誌的封面，題為《超導量子比特量子計算機的HartreeFock近似模擬》（Hartree-Fock on a Superconducting Qubit Quantum Computer）。
  • 谷歌量子計算登Science封面，首次對化學反應進行量子模擬
    這臺量子計算機還能幹什麼？谷歌說過，能模擬化學分子。不到一年時間，他們就做到了。只需更少的運算量和信息，就能計算出化學物質的性質。量子計算機模擬化學分子用處巨大。除了谷歌外，其他擁有量子計算技術的公司也在也研究，微軟就是其中一員。
  • Google量子計算再次重大突破！首次模擬化學反應。
    Google 繼去年宣布實現量子優越性後，終於迎來了又一重大進展——首次實現使用量子計算機對化學反應進行模擬。 8 月 27 日，Google 量子研究團隊宣布其在量子計算機上模擬了迄今最大規模的化學反應。
  • 我國科學家實現用量子計算機模擬化學分子
    利用有噪量子計算機解決實際問題將成為現實，並且成為今後持續的研究熱點和應用方向。2020年能夠應用於材料合成與生物製藥的量子化學模擬，是近期最有可能在應用層面實現量子優勢的領域。經典計算中的化學模擬的計算複雜度非常高，隨著電子軌道數目呈指數級增長，經典計算機無法精確計算。量子計算機則可使用多項式量級的計算複雜度實現大分子的模擬。
  • 科學家使用最先進的量子計算機對鐵離子系統進行模擬和計算
    計算機科學：量子計算機。準確的電子結構計算被認為是量子計算最令人期待的應用之一，它將徹底改變理論化學和其他相關領域。 使用Google Sycamore量子處理器，Google AI Quantum及其合作者對兩個中等規模的化學問題進行了變分量子本徵求解器（VQE）模擬：氫鏈的結合能（最大為H12）和重氮的異構化機理（請參見 透視人民幣的解析）。
  • 量子計算機首次成功模擬化學反應
    量子計算機使用量子比特存儲信息並執行計算，但一直很難達到模擬大原子或化學反應所需的精度。 在最新研究中，谷歌團隊使用該公司的Sycamore處理器首次對一個化學反應進行了準確的量子模擬：他們模擬了由兩個氮原子和兩個氫原子組成二氮烯分子的異構化反應。這一量子模擬與研究人員在傳統計算機上進行的模擬吻合，證實了他們的研究。
  • 谷歌量子計算登《科學》封面 量子模擬了化學反應
    去年10月，谷歌的量子計算機因為實現了「量子優越性」登上了Nature封面，僅用了200秒就解決了超算需要1萬年才能求解的量子電路採樣問題。這臺量子計算機還能幹什麼？谷歌說過，能模擬化學分子。不到一年時間，他們就做到了。
  • 遇事不決，量子力學：谷歌量子計算模擬化學反應登Science
    這一次，他們用量子計算機進行了一次化學模擬，這是迄今為止人類用量子計算機進行的最大規模化學模擬，揭示了通往量子化學系統逼真模擬的路徑。arXiv 連結：https://arxiv.org/pdf/2004.04174.pdf實驗代碼：https://github.com/quantumlib/ReCirq/tree/master/recirq/hfvqe他們用量子計算機進行了迄今為止最大規模的化學模擬
  • 遇事不決,量子力學:谷歌量子計算模擬化學反應登Science
    時隔不到一年，谷歌量子計算又登上了《Science》封面。這一次，他們用量子計算機進行了一次化學模擬，這是迄今為止人類用量子計算機進行的最大規模化學模擬，揭示了通往量子化學系統逼真模擬的路徑。根據支配化學過程的量子力學定律對該過程進行精確的計算預測是一種進行化學領域前沿探索的工具。
  • 遇事不決,量子力學:谷歌量子計算模擬化學反應登上Science封面
    時隔不到一年，谷歌量子計算又登上了《Science》封面。這一次，他們用量子計算機進行了一次化學模擬，這是迄今為止人類用量子計算機進行的最大規模化學模擬，揭示了通往量子化學系統逼真模擬的路徑。根據支配化學過程的量子力學定律對該過程進行精確的計算預測是一種進行化學領域前沿探索的工具。
  • 量子計算機的真正原理，成功在經典計算機中模擬了量子計算機特性
    科學家已經展示了量子計算機的真正工作原理，並成功地在經典計算機中模擬了量子計算機的特性，結果應該在決定如何建造量子計算機方面具有非常重要的意義。建造超高速和強大量子計算機的夢想再次成為焦點，世界各地的研究都投入了大量資源。瑞典量子計算機計劃將在十年內建成，歐盟已將量子技術指定為其旗艦項目之一。
  • 成功在經典計算機中模擬了量子計算機特性,量子計算機的真正原理
    建造超高速和強大量子計算機的夢想再次成為焦點，世界各地的研究都投入了大量資源。瑞典量子計算機計劃將在十年內建成，歐盟已將量子技術指定為其旗艦項目之一。目前，量子計算機幾乎沒有可用的有用算法，但預計這項技術將在生物、化學和物理系統的模擬中具有巨大的意義。
  • 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。
  • 量子計算機的真實原理成功地模擬了經典計算機中量子計算機的特性
    科學家已經證明了量子計算機的真實運作，並成功地模擬了經典計算機中量子計算機的特性。在決定如何構建量子計算機時，結果應該非常重要。建造超高速和強大的量子計算機的夢想再次成為焦點，世界各地的研究投入了大量資源。瑞典量子計算機計劃將在十年內完成，歐盟已將量子技術指定為其旗艦項目之一。
  • Science封面：谷歌實現量子化學模擬，迄今為止全球首例
    量子計算發現了新大陸！8月27日，谷歌量子計算研究團隊宣布其使用量子計算機對化學反應路徑進行建模取得了突破性進展，這是迄今為止首次，也是最大規模的化學量子計算。在這篇的論文中，谷歌用54個量子比特的數組達到了量子優越性，並在200秒內完成了規定操作，與此相同的運算在當時世界最大的超算summit上也需要10000年才能完成。 可以說，此項研究在量子計算的歷史上將具有劃時代的意義。而在這項研究中發揮關鍵作用的Sycamore 處理器，也正是本次化學實驗中量子計算機所使用的處理器。
  • Science封面:谷歌實現量子化學模擬,迄今為止全球首例!
    量子計算發現了新大陸！8月27日，谷歌量子計算研究團隊宣布其使用量子計算機對化學反應路徑進行建模取得了突破性進展，這是迄今為止首次，也是最大規模的化學量子計算。經過檢測發現，量子模擬與傳統計算機上執行的模擬結果基本吻合，由此可以確定量子模擬的有效性。除此之外，整個Hartree-Fock運算方程近似於一個真實化學系統，它是量子計算機上傳統化學計算的兩倍，並且包含了十倍的量子門操作。
  • 量子計算機首次模擬高能粒子碰撞實驗
    【圖注】研究人員實現量子模擬時所用的離子阱。物理學家首次在量子計算機上完整模擬了一次高能物理實驗，重現了粒子和反粒子對的產生。量子計算機仍處於研發的最初的階段，它們可以利用物體能夠同時處於多個狀態的的物理特性，將信息編碼在「量子比特」裡，而不是只有開啟或關閉兩種狀態的經典比特。一臺由量子比特構成的計算機可以同時進行多個計算，在完成某些任務時要比普通計算機快得多。
  • 量子計算機首次成功模擬化學反應—新聞—科學網
    他們表示，儘管這一反應很簡單，但卻是量子計算機走向實用化的重要一步。未來有一日，科學家或許可藉助量子模擬來研發新化學物質。相關研究發表於最新一期《科學》雜誌。 研究人員解釋說，由於原子和分子是受量子力學控制的系統，因此量子計算機有望成為精確模擬它們的最佳工具。量子計算機使用量子比特存儲信息並執行計算，但一直很難達到模擬大原子或化學反應所需的精度。