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开创性的方法可能会影响从密码学到​​材料科学的领域科学家们首先使用量子云顶娱乐平台网址多少机来云顶娱乐平台网址多少分子氢的精确能量

这种开创性的分子模拟方法不仅对量子化学有深远的影响,而且对于从密码学到​​材料科学的一系列领域也有深远的影响

“许多理论化学家最重要的问题之一是如何执行化学系统的精确模拟,”哈佛大学化学与化学生物学助理教授AlánAspuru-Guzik说

“这是第一次构建量子云顶娱乐平台网址多少机来提供这些精确的云顶娱乐平台网址多少

”本周在自然化学中描述的这项工作来自Aspuru-Guzik的哈佛大学理论化学家团队和一组实验物理学家之间的合作关系

由Andrew White在澳大利亚布里斯班昆士兰大学领导

Aspuru-Guzik的团队协调实验设计并进行了关键云顶娱乐平台网址多少,而他在澳大利亚的合作伙伴组装了物理“云顶娱乐平台网址多少机”并进行了实验

“我们是软件人员,”Aspuru-Guzik说,“他们是硬件人员

”虽然现代超级云顶娱乐平台网址多少机可以对简单分子系统进行近似模拟,但增加系统的大小会导致云顶娱乐平台网址多少时间呈指数增长

量子云顶娱乐平台网址多少因其解决传统云顶娱乐平台网址多少机无法破解的某些类型问题的潜力而备受瞩目

如在传统云顶娱乐平台网址多少机中那样,量子云顶娱乐平台网址多少不是使用标记为“零”和“一”的二进制位来编码数据,而是以量子位存储信息,其可以同时表示“零”和“一”

当量子云顶娱乐平台网址多少机处理问题时,它会通过同时将其量子位排列成“零”和“1”的每个组合来考虑所有可能的答案

由于一个量子位序列可以表示许多不同的数字,因此量子云顶娱乐平台网址多少机会使解决某些问题的云顶娱乐平台网址多少量远远少于传统的云顶娱乐平台网址多少量

云顶娱乐平台网址多少机完成工作后,对量子位的测量就可以得到答案

“由于经典云顶娱乐平台网址多少机无法有效扩展,如果你模拟任何大于四个或五个原子的东西 - 例如化学反应,甚至是一个中等复杂的分子 - 它很快就会成为一个棘手的问题,”作者詹姆斯惠特菲尔德说,研究哈佛大学化学与化学生物学助理

“这类系统的近似云顶娱乐平台网址多少通常是最好的化学家所能做到的

”Aspuru-Guzik和他的同事用一个概念上优雅的想法来解决这个问题

“如果使用经典云顶娱乐平台网址多少机模拟量子系统在云顶娱乐平台网址多少上太复杂了,”他说,“为什么不用另一个量子系统模拟量子系统

”理论上,这种方法可以在使用分数时产生高精度的云顶娱乐平台网址多少传统云顶娱乐平台网址多少的资源

虽然许多其他物理系统可以作为云顶娱乐平台网址多少机框架,但Aspuru-Guzik在澳大利亚的同事使用两个纠缠光子编码的信息进行氢分子模拟

每个云顶娱乐平台网址多少的能量水平是20次这样的量子测量的结果,导致对分子氢的每个几何状态的高度精确测量

“这种云顶娱乐平台网址多少方法代表了一种为一系列问题提供精确解决方案的全新方式,传统观点认为近似是唯一的可能性,”Aspuru-Guzik说

最终,可以转换互联网密码术的同一台量子云顶娱乐平台网址多少机也可以云顶娱乐平台网址多少出与胆固醇一样复杂的分子的最低能量构象

Aspuru-Guzik和Whitfield的哈佛大学自然化学论文的合着者是Ivan Kassal,Jacob D. Biamonte和Masoud Mohseni

美国陆军研究办公室和澳大利亚研究理事会联合会研究员和卓越中心项目提供了财政支持

Aspuru-Guzik最近得到了DARPA青年调查员计划,Alfred P. Sloan基金会以及Camille和Henry Dreyfus基金会的支持,以开展实用量子模拟器的研究

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