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

做软文营销,易推是你不错的选择!

随着互联网科技的日益发达,越来越多的企业重视起了互联网营销,而软文营销成为了企业发展的重要策略。不难发现,现在网络上有很多推广软文平台,比如易推,不少企业都会通过这种方式对企业产品进行软文宣传。关于企业为什么要做软文营销推广,今天小编就来给大家做一个详细的分析讲解。一般,每个企业都会有自己的品牌,一个品牌想要长久持续地发展下去,除了自己的品牌本身很有特点和卖点,还需要进行大量的营销推广。软文营销可以将企业想要传达给用户的信息巧妙植入软文内,并选择合适的媒体平台发布出去,再利用搜索引擎提高搜索排名,让更多的用户能看到。而且一经发布,永久不会在搜索引擎消失,用户随便搜索都可以找到相关信息。这对于企业的知名度,包括口碑、品牌都有重要的价值。另外,软文的传播范围广,覆盖用户大,没有地域限制。不管是合作商还是潜在消费者,在进行选择和消费前都会在网上搜索相关信息,而通过软文营销推广能让用户在搜索时,就在前几页看到企业的大量正面新闻,从而对企业有所深入了解,并且建立起信赖和认同。目前软文营销是企业推广最有效果、最高性价比的营销方式之一,相对于其他的网络营销方式,软文营销推广的成本较低。也就是花小钱小成本,就可以有大的稳定的回报。虽然做软文推广可以带来很大的曝光量,但是想要通过一次软文营销就带来很高的销量,那是很难实现的,也是很不现实的。软文推广不像硬广告那样直接,需要通过长期的营销宣传,通过文字潜移默化的影响人们的思想,从而提升品牌知名度和美誉度,进而在营销上产生质的变化。企业在做软文推广的时候,最重要的就是找一家合适的软文推广平台。现在市场上有很多软文推广平台,企业在抉择时应该学会对比,选择一家靠谱的软文发布平台,不仅发布的文章收录高,而且软文的质量高。高质量的软文可以给企业带来非常可观的效益,并且是持续性的。就我所知,易推这个平台发布的文章收录就极高,具体可以自己上易推官网去了解下。

2020年05月27日 11:57

2020高考延期科学冲刺复习方法建议, 考生网倾情推荐

2020年一起等待春暖花开,等待疫情散去,高考也不例外,延迟了一个月的时间,全国高考时间为7月7日至8日。根据教育部公布的最新数据显示,2020年全国高考报名人数为1071万,相比于2019年全国高考报名人数1031万,增加了40万考生,再一次刷新了高考人数记录。截止到目前,全国各个省份的高三年级学生均已返校复学。为自己的高考努力奋斗!在学生们紧锣密鼓地准备高考的时候,作为家长的你,也应该开始为孩子安排合理的冲刺复习方法啦!立足自身基础,合理规划备战计划。第一阶段(6月上旬)以攻为主  重在思维提升,拔节成长。进攻表现在深刻理解知识板块,适度挑战难题,多思精练,超越自我。第二阶段(6月下旬)以守为攻要守住双基,守住规范,守住正确率。要重视回归梳理,回归教材、回归真题、回归通法。知识梳理结构化,方法梳理程序化,疑点易错点梳理具体化。重点提示:每年的题目会越来越灵活多变,考题在课本上是根本找不到的,如果考生知识点比较乱,应用知识点的能力就比较差,考分也不会高。大家可以去网络上例如考生网等专业教材网站找一些预测试卷来做,目前有一个很不错的是考前预测压轴秘籍。以上两个阶段就是为各位家长推荐的冲刺复习方法,各位家长和考生可以参考合理应用。如果要想考到好的大学,除了天赋外就是努力了,当然老师也会让考生做大量的试题。在此,也结合阶段性完成给出建议:1.补课建议在第一阶段完成,哪一门功课需要精进的可以进行短期高效学习。2.买老师推荐的试题,做大量的试题,哪怕对着答案过两遍建议在第二阶段完成,巩固知识面,疑点梳理更具体。最后,关于大考前考生会紧张的心态问题给各位家长和考生给点建议,考试紧张大抵是因为没有信心导致,害怕失败。信心的有无跟准备充分与否有关,准备充分就需要完成大量的题库来增强信心,目前最后阶段再去盲目的购买教材已经不切实际,不妨可以尝试去专业网站考生网等去挑战押题测试。

2020年05月26日 20:00

如果不是遇见租客网,我不知道我还能怎样改变我的命运!

从祖辈开始我们一家都住在一个叫清沟的小村子里,村子位于西北大山深处,所见之处都是山,老一辈的人这一辈子都没有出过大山。我们家四口人,除了我父母,还有个大我五岁的哥,生活仅靠着家里那一亩三分的收成。看到我们村里很多孩子读完初中就出去打工挣钱了,因为母亲一直有病在身,大哥很早就辍学了,出门打工支持我上学,我是家里唯一的希望。看着大哥二十岁就黑瘦的身影,我好几次跟父亲说不想读书了,我也要赚钱养家。每次大哥都会把我劈头盖脸的骂一通,我发誓要改变家里的命运,就这样坚持着上完了初中和高中,考上了一所深圳的大学。就这样,我成为村子里第一个大学生。在大学里,我跟大多数的同学都不同,没有钱去买衣服,没有钱去改善伙食,爱情对于我来说更是昂贵的奢侈品。每天我就在寝室、教室、图书馆,三点一线的学习着,我拼命的努力,希望用知识改变家庭的命运。我拿到了系奖学金,院奖学金,校奖学金,甚至还拿过一次国家奖学金,我以为这样的成绩,毕业后,会有一个不错的未来。终于熬到了临近毕业,当我带着满腔的热情和对生活无限的憧憬走向一个又一个招聘会的时候,回报我的,都是“不好意思”。不好意思?是上帝跟我开玩笑吗?毕业的日期临近,同学们陆陆续续的搬出了宿舍,原本嬉闹的寝室,变得冷冷清清,一如我的心。我不明白,招聘的时候,穿着那么重要吗?生长环境那么重要吗?不是说好的知识改变命运,怎么除了知识还要看综合素质?公寓的大爷每次来催我离校的时候,都是饱含同情,我也知道毕业了,学校我是住不下去了。我好想哭一场,声嘶力竭的哭一场,把我所有的委屈和所有的不甘心都发泄出来。可是我知道,我不能,我要改变家庭的命运,这个信念会支撑着我不流一滴眼泪。打开电脑找房子,环境我就不考虑了,只要便宜,有个睡觉的地方就行。看了几次房子,都很喜欢,我甚至觉得我有个地方在这个城市呆下去我就很幸福,可是,囊中羞涩,我交不起押一付三的租金。无意中看到了一个新闻“租客网,你租房子我买单”,引起了我的兴趣。抱着试一试的想法,我进行了注册,谁知道刚注册完,我就收到了100元的代金券!这让我兴奋不已。于是,我仔细阅读了租客网的运行模式,我感觉我好像看到了改变自己命运的机会!如果我将这个网站分享出去,我的朋友通过我的链接注册了租客网之后,我就会有10块钱的代金券奖励,如果我的朋友也分享出去让别人注册,我也能获得一块钱代金券奖励。这还仅仅是开始,每个人通过我或者通过我注册的朋友分享的链接,成功发布租房信息并且出租出去或者自己成功租房我都可以获得20-100元的佣金!我们这批毕业的同学那么多,大家都在找房子,我如果抓住这个机会,我的生活费就来了!于是,我尝试着在平台寻找一些更适合毕业生居住的房子在朋友圈分享,我惊讶的发现,我转发的每一条租房信息都被我的同学们租下来了,一天下来,我的账户居然收入了2000块钱,这让我兴奋不已,我租房钱来了。于是,我赶紧给大哥打电话,让他跟我一起来加盟租客网,做租客经纪人。就这么半年过去,现在我在深圳已经租了一套花园洋房,我现在拥有二级租客几千个,每天光佣金就够我生活的很轻松自由。我把爸爸妈妈和哥哥都接了过来,自己也找了一个深圳本地姑娘准备结婚。我时常感叹,如果不是租客网给我的机遇,我估计现在应该回老家了吧。感谢租客网实现了我人生的梦想,让我改变了自己和全家的命运!

2020年05月14日 10:50