首页 > 热点资讯 >新闻内容

谷歌量子计算突破登Science封面!首次对化学反应进行量子模拟

2020年08月29日 10:30

今天,谷歌的量子计算机登上了Science封面,他们成功用12个量子比特模拟了二氮烯的异构化反应。

  

  这已经是谷歌量子计算机第二次登上顶级学术期刊封面了。

  去年10月,谷歌的量子计算机因为实现了“量子优越性”登上了Nature封面,仅用了200秒就解决了超算需要1万年才能求解的量子电路采样问题。

  这台量子计算机还能干什么?谷歌说过,能模拟化学分子。不到一年时间,他们就做到了。

  

  因为分子遵循的是量子力学,用量子计算来模拟也更为合理。只需更少的运算量和信息,就能计算出化学物质的性质。

  量子计算机模拟化学分子用处巨大。除了谷歌外,其他拥有量子计算技术的公司也在也研究,微软就是其中一员。

  上个月,微软发表了一篇文章,用量子计算帮助化学家寻找催化剂,将二氧化碳转化为甲醛。展示了量子计算与化学结合的应用前景。

  

  量子化学还是得用量子计算机

  薛定谔方程是量子化学的基础,也是化学分子遵循的基本规律,求出方程的解,就能得到物质的具体化学性质。

  但是求解薛定谔方程谈何容易,随着分子里原子数量的增多,解方程的运算量呈指数级增长。

  就拿化学里比较简单的苯分子(C6H6)来说,它只有12个原子,但是计算维度达到1044,这是任何超级计算机都无法处理的。

  

  为了简化求解过程,早在计算机出现之前,就有了一些近似方法,比如谷歌用到的“哈特里-福克方程”。但即使经过简化,运算量也是巨大的。

  更糟糕的是,在化学反应过程中,也就是化学键解离时,分子系统的电子结构会变得更加复杂,在任何超级计算机上都很难进行相关的数值计算。

  2018年,有人提出了一种新的量子算法,运算复杂度不再是指数增长,而是呈多项式增长,大大降低了运算难度。

  算法都具备了,就差一台合适的量子计算机。

  

  谷歌量子计算机模拟化学反应

  去年谷歌的Sycamore量子处理器实现了53个量子比特的纠缠,所以就用它来模拟几个简单的化学分子试试看。

  谷歌先计算6到10个氢原子组成的氢链的结合能。原始方法(下图中的黄色)效果一般,与VQE等算法结合后,量子计算机求得的结果与真实值几乎完全吻合。

  

  以上是化学分子的静态过程,接着,谷歌又用Sycamore模拟了一个简单的化学反应:二氮烯的异构化。

  

  二氮烯在顺式和反式之间跃迁的能隙是40.2毫哈特里,量子计算机给出的结果是41±6毫哈特里。

  虽然精确度上比前面模拟氢原子链要差不少,但谷歌表示,这是“第一次使用量子计算机预测化学反应机理”。

  本文的通讯作者Ryan Babbush说,虽然以上的结果不需要量子计算机就能模拟,但这项工作仍是量子计算向前迈出的一大步。

  未来可以将这种算法扩大规模,来模拟更复杂的反应。而要模拟更大分子的反应,还需要更多的量子比特。

  Babbush认为,总有一天,我们甚至可以使用量子模拟开发新的化学物质。


相关推荐

365个相似的日日夜夜,你怎样做才能比别人更出色?

时间过去,犹如灰烬。时间走来,又是一年。你在工作,你在加班,你在学习,365个相似的日日夜夜,你积极努力,奋发向上,却仍旧焦虑不已,因为你的理想和现实的差距是这样残酷,令你沮丧的只想抱头痛哭。纪录片《人生七年》里,有14位主人公,导演每隔七年对他们进行采访,呈现出他们的一生。弹幕里很多人有感而发:人真的很难改变自己的命运轨迹,基本上出生就已经决定了。但是,总有人不信命。我的朋友小A,入社会3年,25岁就已经年入百万,是朋友圈内公认的成功逆袭的楷模。为什么这么说?因为大家都见过她拼命做业绩的模样:零下十几度的冬天,一个人站在大街上发传单拉客源;谈单的时候被客户发脾气泼冷水,就顶着湿漉漉的头发一路跟着客户赔礼道歉,最后成功签单;甚至有一次出车祸小腿骨折,还坚持把合同送到客户手中,才肯去医院,所有人都觉得她为了工作,几乎连命都不要了!但是小A却说:“这个世界上,总有人比你更努力更拼命,我的这点付出,其实真的算不了什么。”《欢乐颂》里,曲筱绡作为家境最好的女孩,最有资格混吃等死,却还是在过年的时候照样拉着行李箱满世界找生意。小A告诉我们的事实是,比你优秀的人永远比你更努力,而小A的成功,其实并不是取决于努力程度,而是取决于价值判断的能力。那些收入将你远远抛在后面的人,往往并不是比你更努力,也不是比你更聪明,而是他们学会了做价值判断,往正确的方向去努力,无高度和错方向的努力很廉价,真正拉开大多数人差距的是价值判断,在有限的时间里价值最大化。小A正是学会了做正确的价值判断,才知道“平台比能力更重要”,她选择加盟租客网成为全民合伙人,让自己的时间变得更有价值,不限时间空间,不限职业年龄,碎片时间充分利用,可以随时随地推荐房源赚取佣金,“睡”后收入稳定上升,这才是小A成功逆袭的真正秘诀。劝君莫惜金缕衣,劝君惜取少年时。你的人生,就是不断接受刀劈斧削的过程,直到棱角尽失,直到云淡风轻、沉默而平静,你要坚持,你要努力,更要选择正确的价值判断,让自己的人生更有价值!

2020年05月09日 10:07

华尔街英语荣获搜狐“2019年度品牌影响力国际教育机构”

4月23日,“2019搜狐教育年度盛典”此前在京举办,华尔街英语凭借自身在教育领域多年的研究成果和丰富的经验,以及遵循时代进步规律,不断开拓创新的精神赢得了业界的认可,并荣获“2019年度品牌影响力国际教育机构”。  此次盛典聚集300余位权威教育专家、知名学校校长、教育行业从业者等,共同聚焦教育创新、未来教育以及人工智能带来的教育变革,反思教育现状,探索中国教育面向未来的发展之路。华尔街英语获“2019年度品牌影响力国际教育机构”  长期以来,客户的满意度一直是华尔街英语坚守的服务准绳,这不仅体现在教学服务上,也彰显在企业长期维护客户权益的努力中。2019年,华尔街英语继续不断加强和深化客户服务领域的工作,并取得了非常骄傲的成绩。首先,为保障客户充分知晓其所购买课程的权益和义务,除了在学习中心签约过程中由中心工作人员告知具体详情外,华尔街英语的客户服务团队也会第一时间电话回访购买课程的客户,确保每一个学员都清楚的了解到其合同的关键条款,特别是通过第三方信贷机构来购买课程的学员,客服也会再次提醒贷款相关条款,按时还款的义务和重要性等。其次,从2019年1月底起,华尔街英语就率先停止接受22周岁及以下客户或在校生通过贷款来购买产品,同时鼓励客户通过现款来购买并提供了学费上面的减免。此外,华尔街英语还启动了“退款标准化统一管理政策”,成立了一支专责的团队,按照全国统一的退款流程和标准。最后,华尔街英语还持续不断地为所有员工提供关于客户体验和客户服务方面的培训,包含与诚信相关和持续提升服务等相关的能力。  面对前所未有的来自宏观经济、市场和行业的变化和挑战,华尔街英语始终坚守教育初心,并脚踏实地地通过不断深化改革和升级打磨学习体系、产品与服务来继续引领成人英语培训这一细分领域的发展。“中国一直以来都是华尔街英语全球最重要也是最大的市场,我们对其未来的发展潜力也深信不疑”,华尔街英语首席运营官刘治文表示,“尽管目前整个行业处于重整期,但我们始终相信大浪淘沙,沉者为金。未来,我们希望能够携手政府和同行,共同推动相关的行业改革和治理,让这个行业获得更健康、更可持续的发展。”

2020年04月24日 11:51

租客网:关于租房中介的攻略来了

去一线城市体验崭新的生活环境,对于大多数年轻人来说是件兴奋的事,但在第一关“了解租房须知”的时候,兴奋便被迫熄灭了一半。今天小编就给大家整理一下关于中介的攻略。1.中介行业很鱼龙混杂,不管是租房还是买房,被中介骗的情况屡见不鲜。所以选择知名的中介真的很重要,至少会有一个保障,大中介正规也不容易做一些昧良心的事情。尤其是第一次租房的人,一些狡猾中介基本套几句话就可以看出你是个好骗的小白。所以选择大中介,再怎么对你使小心思,也不敢随意骗钱。2.多找几家中介,不同中介的报价都会不同,所以多几家对比也能够更了解附近的房源!并且中介之间因为有竞争力,多几家就会有更多商量的空间!所以不要嫌麻烦,也不要一时冲动就定下房子!3.而所谓的中介费,其实是可以砍的!因为中介费是双向收费,房东和房客都收,为了抢客人抢房东,会免去其中一方的中介费,包括租房的价格也是可以砍的哦!很多中介会为房东抬高房价,用一些话术和套路来抬高房价,所以一般都是可以砍房价的,所以一定不要不好意思开口,能砍都给我砍!4.中介为了迅速开单往往会有很多套路,如果一旦涉及要交押金之类的,一定不要被忽悠!比如告诉你有人要抢房子之类的话,要相信房源多的是,中介竞争大。如果你真的非常想要害怕被人抢,给押金一定要一张押金条或者交易凭证单据,保留所有缴费记录。(文章摘自网络,侵删)

2020年03月30日 15:05