28.08.2020
Денис Гордеев

В Google провели первую квантовую симуляцию химической реакции

5.3

При помощи 12 кубитов квантового процессора исследователям удалось симулировать изомеризацию диазена.

Процессор Sycamore
Процессор Sycamore, при помощи которого проводились вычисления / Erik Lucero

Команда инженеров из Google AI Quantum сообщила о первой успешной квантовой симуляции химической реакции. Это удалось сделать при помощи 54-кубитного квантового процессора Sycamore. Статья об эксперименте опубликована в Science.

Квантовая химия считается одной из самых перспективных областей применения квантовых вычислений. Наибольших успехов в этой области добились специалисты из IBM и Google. Ранее при помощи процессоров, состоящих из нескольких кубитов, уже удавалось рассчитать структуру не очень сложных молекул (например, гидрида бериллия BeH2).

Для моделирования реакции авторы работы взяли один из самых простых известных химических процессов — изомеризацию диазена, вещества с химической формулой N2H2. Такая реакция может выглядеть достаточно просто с точки зрения “классической” науки, но на квантовом уровне происходит целый комплекс труднопрогнозируемых вещей.

Sycamore отлично справился с задачей подобного моделирования, точно описав изменения положения атомов водорода в молекуле при образовании различных изомеров диазена. Для расчетов использовали лишь 12 из 54 кубитов процессора Sycamore — но это уже вдвое больше, чем при предыдущих попытках моделирования квантово-химических процессов.

Также при расчетах был использован гибридный алгоритм VQE (variational quantum eigensolver, “вариационный квантовый метод поиска собственных значений”). Его суть заключается в поиске минимума величины, которую можно рассчитать при помощи квантового компьютера — например, энергии молекул и отдельных атомов. Подобный алгоритм позволяет за считаные минуты проводить вычисления, на которые обычному суперкомпьютеру может потребоваться далеко не один год.

Применение такого алгоритма на квантовых кубитах открывает широкие возможности в самых разных областях науки и технологии. Так можно отбирать высокопрочные материалы или рассчитывать потенциальную эффективность фармпрепаратов.

Ранее мы писали об открытии «квантовой отрицательности», поможет в разработке сверхточных измерительных приборов, а также о странном поведении частиц позитрония, которое физики не сумели объяснить.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

19 октября
Мария Осетрова

Ученые из MIT выяснили, что наш мозг не оптимизирован для того, чтобы искать самый короткий маршрут. Вместо этого он выбирает путь, который точнее всего указывает на конечное направление.

Позавчера, 11:03
Александр Березин

Новая работа в авторитетном научном журнале показала, что за восемь месяцев титр антител от мРНК-вакцин падает в десятки раз, а от векторной — на том же аденовирусе, что «Спутник-лайт» — почти не уменьшается вовсе. На сегодня ясно, что снижение уровня антител — главная причина падения защиты от Pfizer с 90% до 47% за полгода. Значит ли это, что страны, поставившие на аденовирусно-векторные вакцины, сделали лучший выбор? И за счет чего они могли опередить такую вроде бы революционную вакцинную платформу, как мРНК? Наконец: действительно ли «Спутник» может повысить риск заражения ВИЧ, как это утверждают медицинские власти ЮАР?

18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: