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

租客网:真正做到为“大学生减轻租房负担”

暑期正值毕业季,各种打着为“大学生减轻租房负担”的信用租房市场异常火爆,各大房屋租赁中介热推“信用免押金”的租房模式,信用好的人可直接“信用变现”,对于广大租客来说极具吸引力。而近期有租客爆出,某些中介所谓的“信用租房”其实就是一笔贷款,而且还是在租客毫不知情的情况下。大致的套路是只要你支付宝的芝麻信用积分达到700以上,就可以享受租房“押零付一”,按月来缴纳房租。对于广大租客尤其是刚毕业找工作的毕业生来说,极为诱惑,既能免付高额押金,又能月供房租,缓解了一定的经济压力。刚入社会的毕业生不谙世事比较单纯,忘记了“天上不会掉馅饼”的事实,往往会落入圈套。这是一笔贷款,事实上就是租客一次性付款,然后分期再还款的行为,这个时候,你欠下了金融公司12个月租金,然后一个月一个月的还,你和金融公司构成借贷关系,这是你自己签字的。那么中介拿了你的贷款之后有没有全部给房东呢?没有。中介一般是按季度付给房东租金,也就是三个月一次付给房东,其他的钱全部扣在自己手里。至于这笔钱中介圈在手里要做什么,我们就不得而知了。假设你租了一年的房子,但是到半年中介突然倒闭,无法支付房东租金,那房东肯定要收回房子,可你的贷款仍在继续,白纸黑字的合同是你自己签的。所以租客一定要长点心,找中介公司租房可以,中介公司让你贷款交房租也可以,但是一定要搞清楚,这笔贷款是打给谁的,是直接打给房东,还是中介公司自己拿去了。租房中介本是一个服务行业,是连接房东和中介的纽带,并降低房东租房,和租客找房困扰的一个职业。但现如今众多中介已经成为扰乱租房市场,增加困扰的“源头”。难道“黑中介”已成租赁市场常态?当然不是。所谓的“黑中介”还是与企业的管理模式服务模式有关,面对现如今,租赁市场的种种乱象,租客网表示绝不会参与其中,作为一个纯平台,大共享,也绝不会同众多加盟商去争夺房源,并且还会定期输入房源和用户。租客网适应市场发展的主流,坚持“真房源,放心租”,不发布虚假房源信息,坚持房源真实性和可靠性,且采用创新的“信用租房”体系,确保每一个租客和房屋持有人在网注册的信息真实性,保障交易的可行性,彻底解决房屋持有人和租客的信用问题。租客网的信用体系是为了保障用户素质,保障平台交易的规范性,打造诚信,和谐的租赁市场。而不是某些中介挂着“诚信”的头衔,来压榨租客。租客网作为互联网租客唯一官方平台,始终坚持为广大租客服务,绝不会做不利于租客的事,未来租客网定会继续为规范租赁市场贡献力量,也会继续为广大租客创造更多福利!

2020年08月13日 10:38

深圳给1.7万棵树做“体检”

公园树木是公园景观的重要组成部分,也是公园安全的重要组成因素之一,为了提高市属公园树木整体安全性,确保市民游客游园安全,深圳市公园管理中心近期对市属公园内树木开展了健康及安全评估工作,在台风季来临之前,消除安全隐患,提前做好防范应对工作。公园树木是公园景观的重要组成部分,也是公园安全的重要组成因素之一,为了提高市属公园树木整体安全性,确保市民游客游园安全,深圳市公园管理中心近期对市属公园内树木开展了健康及安全评估工作,在台风季来临之前,消除安全隐患,提前做好防范应对工作。公园树木需要定期“体检”由于深圳台风、暴雨等恶劣天气多发,公园树木因自身生长问题如进入衰退期,出现内部结构受损;或受外界因素影响,台风、暴雨季很容易出现断枝、倒伏等情况。公园游客量大,人流密集,树木的安全直接关系到市民游客的生命财产安全,通过及时对树木检测和修剪,避免安全事故的发生。据深圳市公园管理中心相关负责人介绍,检测主要针对主园路3-5米内、公园广场等重点区域的树木,以及古树名木、超大树木和其他重要景观树木。并非每一棵树都需要进行体检,那些不会直接关系到游客安全的树木,将让其保留最自然的状态。“生病”树木将对其修剪养护树木体检主要是通过目测法和仪器检测法来检查树木的健康状况,包括树木整体生长情况、树干内部受损状况、枝叶状况以及病虫害状况等。工作人员将利用picus仪器,通过声波对树木内部进行断层扫描,类似于人类的B超区发现树木内部存在的问题。工作人员用Picus仪器检测树木检查及评估工作结果显示,公园内部分树木存在倾斜、偏冠、病虫害、木质部裸露,以及不同程度的内部受损等问题,存在一定的安全隐患。针对树木检理中发现的情况,公园将对树木分别实施修枝整形、树洞修补、病虫害防治、定期监控、悬挂安全指示牌,以及加强日常管理养护等措施,进行维护及抢救复壮,保障树木健康生长。其中修剪是一项重要手段。修剪重点在公园主园路、主景区及亭台楼阁附近等涉及市民安全的乔木,以提高树木抗风能力,最大限度降低台风损害,营造安全的游园环境。经统计,目前已完成市属公园内约17469棵树木的排查,对其中996余棵进行了重点监测并出具检测报告,并对约2581株有枯枝、病枝及歪斜等问题的树木进行了修剪。预计6月底前将完成市属公园树木检查与评估工作。[见圳客户端、深圳新闻网编辑:马静欣]

2020年06月22日 16:51

成《牧场物语》开发商第一大外部股东,腾讯海外游戏投资再落一子

本篇文章843字,读完约3分钟腾讯可能要用钱换主机游戏制作的经验。36氪获悉,5月25日,日本独立游戏厂商Marvelous发布公告称,腾讯已出资约71亿日元入股公司,成为公司的最大外部股东。Marvelous旗下知名的游戏IP包括SeasonofSeason(《牧场物语》)和DeamonXMachina(《机甲战魔》)。具体而言,Marvelous通过发行新股及老股转让的方式向腾讯控股的全资子公司ImageFrameInvestment(下称“IFI公司“)售出股份。交易完成后,IFI公司持有Marvelous20%的股权比例。图源:Marvelous公告对此,腾讯方面回复36氪称,根据Marvelous公告披露信息,腾讯约占20%持股比例,为第一大外部股东(创始团队仍为第一大股东)。另根据协议,腾讯子公司将向Marvelous派驻一名董事,董事选举会议将在2020年6月23日进行。腾讯和Marvelous此前在游戏里业务上已有合作,双方2019年3月曾签订协议,合作开发“牧场物语”的手游版。对于此番资本合作的目的,Marvelous表示,扩大与腾讯的合作关系,有利于发展和推广其现有的游戏IP,并在未来三年内推出新的IP。Ace研究所分析师安田秀树对彭博社表示,“腾讯之所以进行这项投资,可能是要学习如何从日本公司制作主机游戏,日本公司是中国科技公司游戏业务学习的前沿对象之一。”这也是腾讯海外游戏投资的最新动作。海外游戏开发商中,腾讯此前收购了《堡垒之夜》开发商EpicGames(美国)48.4%的股份,还持有芬兰手游开发商Supercell84.3%的股权,以及对《绝地求生》开发商Bluehole(韩国)持股约8.5%。

2020年05月26日 11:16