IBM panaudojo savo kvantinį kompiuterį, kad imituotų molekulę – štai kodėl tai yra didelės naujienos

Kategorija: Kompiuterija Paskelbta rugsėjo 13 d

Ką tik priartėjome prie kompiuterio, galinčio sutrikdyti didelę chemijos pasaulio dalį ir be to, daug kitų sričių, kūrimo. IBM mokslininkų komanda sėkmingai panaudojo savo kvantinį kompiuterį IBM Q, kad tiksliai imituotų berilio hidrido (BeH2) molekulinę struktūrą. Tai pati sudėtingiausia molekulė, kuriai buvo atliktas visas kvantinis modeliavimas.

Molekulinis modeliavimas yra susijęs su junginio pagrindinės būsenos – stabiliausios konfigūracijos – paieška. Skamba pakankamai lengvai, ypač mažai senai trijų atomų molekulei, tokiai kaip BeH2. Tačiau norint tikrai Jei žinote molekulės pagrindinę būseną, turite imituoti, kaip kiekvienas elektronas kiekviename atome sąveikaus su visais kitų atomų branduoliais, įskaitant keistus kvantinius efektus, atsirandančius tokiomis mažomis skalėmis. Tai problema, kuri didėjant molekulės dydžiui tampa eksponentiškai sunkesnė.

Nors šiuolaikiniai superkompiuteriai gali imituoti BeH2 ir kitas paprastas molekules, jie greitai pervargsta, o cheminiai modeliuotojai, kurie bando sugalvoti naujų junginių, pavyzdžiui, geresnių baterijų ir gyvybę tausojančių vaistų, yra priversti apytiksliai apskaičiuoti, kaip gali elgtis nežinoma molekulė. išbandykite jį realiame pasaulyje, kad sužinotumėte, ar jis veikia taip, kaip tikėtasi.

Kvantinio skaičiavimo pažadas yra labai supaprastinti šį procesą, tiksliai numatant naujos molekulės struktūrą ir kaip ji sąveikaus su kitais junginiais. Šiandien paskelbtame darbe Gamta (mokėjimo siena) ir taip pat galima ant Arxiv (PDF) – IBM komanda parodė, kad gali naudoti naują algoritmą, kad apskaičiuotų savo septynių kubitų lusto pagrindinę BeH2 būseną.

Kai kuriais atžvilgiais tai nedidelis pažanga. Tačiau tai svarbus žingsnis vis sudėtingesnio molekulinio modeliavimo, naudojant kvantinius kompiuterius, keliu, kuris galiausiai lems komerciškai svarbius laimėjimus.

Net ir dabar, kaip pažymi tyrimų grupė savo tinklaraščio įrašą apie darbą , IBM siūlo prieigą prie 16 kubitų kvantinio kompiuterio kaip nemokamą debesijos paslaugą. Kuo daugiau kubitų turi lustas, t. Bent jau teoriškai. Kaip nurodėme, kai praktinius kvantinius kompiuterius pavertėme viena iš 2017 m. pažangių technologijų, vienas iš didžiausių iššūkių kuriant kvantinius kompiuterius yra užtikrinti, kad kubitai išliktų savo subtilioje kvantinėje būsenoje pakankamai ilgai, kad būtų galima atlikti skaičiavimus. Tačiau kuo daugiau kubitų turi lustas, tuo sunkiau tai padaryti tyrėjams.

Vis dėlto greitai artėja diena, kai kvantiniai kompiuteriai pralenks klasikines mašinas – vingio tašką, vadinamą kvantine viršenybe. Kai kurie stebėtojai mano, kad norint ten patekti pakaktų 50 kubitų lusto. Ir nors chemijos pasaulis turi didžiulę naudą iš tokios pažangos, tai nėra vienintelė sritis. Tikimasi, kad kvantiniai kompiuteriai bus superžvaigždės sprendžiant bet kokias optimizavimo problemas, kurios turėtų padėti pasiekti didelę pažangą nuo dirbtinio intelekto iki to, kaip įmonės pristato paketus klientams.