В Google провели первую квантовую симуляцию химической реакции


Процессор Sycamore, при помощи которого проводились вычисления / Erik Lucero / Автор: Дмитрий Жуков

Команда инженеров из Google AI Quantum сообщила о первой успешной квантовой симуляции химической реакции. Это удалось сделать при помощи 54-кубитного квантового процессора Sycamore. Статья об эксперименте опубликована в Science.

Квантовая химия считается одной из самых перспективных областей применения квантовых вычислений. Наибольших успехов в этой области добились специалисты из IBM и Google. Ранее при помощи процессоров, состоящих из нескольких кубитов, уже удавалось рассчитать структуру не очень сложных молекул (например, гидрида бериллия BeH2).

Для моделирования реакции авторы работы взяли один из самых простых известных химических процессов — изомеризацию диазена, вещества с химической формулой N2H2. Такая реакция может выглядеть достаточно просто с точки зрения “классической” науки, но на квантовом уровне происходит целый комплекс труднопрогнозируемых вещей.

Sycamore отлично справился с задачей подобного моделирования, точно описав изменения положения атомов водорода в молекуле при образовании различных изомеров диазена. Для расчетов использовали лишь 12 из 54 кубитов процессора Sycamore — но это уже вдвое больше, чем при предыдущих попытках моделирования квантово-химических процессов.

Также при расчетах был использован гибридный алгоритм VQE (variational quantum eigensolver, “вариационный квантовый метод поиска собственных значений”). Его суть заключается в поиске минимума величины, которую можно рассчитать при помощи квантового компьютера — например, энергии молекул и отдельных атомов. Подобный алгоритм позволяет за считаные минуты проводить вычисления, на которые обычному суперкомпьютеру может потребоваться далеко не один год.

Применение такого алгоритма на квантовых кубитах открывает широкие возможности в самых разных областях науки и технологии. Так можно отбирать высокопрочные материалы или рассчитывать потенциальную эффективность фармпрепаратов.

Ранее мы писали об открытии «квантовой отрицательности», поможет в разработке сверхточных измерительных приборов, а также о странном поведении частиц позитрония, которое физики не сумели объяснить.


Source: https://lib.zaplata.ru/nauka/v-google-proveli-pervyu-kvantovyu-simyliaciu-himicheskoi-reakcii.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Новый материал улавливает углекислый газ винтообразными порами

©Wikipedia / Автор: Анастасия Кожевникова Одним из последних достижении в создании пористых материалов стало появление металл-органических каркасных структур...

Ученые нашли способ сделать кофе вкуснее

Ученые нашли способ сделать кофе вкуснее / © Getty images / Автор: Sycophanta Duccius Кофе — один из...

Разработан клей, застывающий в магнитном поле

©NTU Singapore / Автор: Ptolemocratia Acerronius Многие клеи на основе эпоксидных смол отвердевают под действием внешних факторов —...

Компьютерная томография показала, что почвенный углерод хранится главным образом в сети из пор

Глеезем — один из типов почв, рассмотренных учеными / © wikipedia.org / Автор: Milonia Larcius Почва — динамичная...

Ученые НИТУ «МИСиС» впервые в мире создали MAX-фазу с магнитными свойствами

Опытный образец MAX-фазы на основе ванадия и железа, полученный на кафедре функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС»...

Разработана самоуправляемая лаборатория с ИИ, многократно ускоряющая химические исследования

Наглядная иллюстрация понятия «проклятие размерности» / © Volk A.A., et al., Nature Communications, 2023 / Автор: Telestis Scaevinius...

Ученые синтезировали материал — почти такой же твердый, как алмаз

Изображение одной из алмазных наковален, полученное с помощью оптического микроскопа; один из образцов нитрида углерода C3N4 вмял поверхность...

Химики предложили хранить информацию в виде цветных светящихся точек

Пример записи информации. / © American Chemical Society / Автор: Андрей Чернов Современные устройства для хранения данных —...

Нобелевскую премию по химии — 2023 присудили за открытие и разработку полупроводниковых квантовых точек

Мунги Бавенди, Луиc Брюс и Алексей Екимов / © Nobel Prize Outreach / Автор: Plinia Abito Шведская королевская...

Ученые получили возможность разглядывать вещества при недостижимых ранее условиях

Образец бидоменного ниобата лития / Автор: Павел Сорокин Прогнозы о конкретных результатах разработки строить пока рано, поскольку никто...

Новое топливо из бактерий будет эффективнее ракетного

©David Berd, CDC / Автор: Ирина Мельникова Ископаемое топливо — нефть, газ, уголь — позволяет автомобилям ездить, самолетам...

Найдена связь сверхпроводимости с таблицей Менделеева

©Wikipedia / Автор: Александр Литвинов Результаты исследования опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry Letters. Высокотемпературная сверхпроводимость —...

Старые игрушки мешают экономике замкнутого цикла

Хотя со старыми игрушками у родителей может быть связано немало приятных воспоминаний, давать их детям все же не...

Броня из белка: химики получили новый материал, способный остановить сверхзвуковой удар

Сверхзвуковой удар остановить непросто, но новый материал справился с этой задачей / © kent.ac.uk / Автор: Артем Фомин...

Новая добавка в асфальт защитит дороги от обледенения

©Lorie Shaull, Flickr / Автор: Александр Литвинов Лед на зимней дороге опасен для всех участников движения. С ним...

Химики получили новую форму углерода

©Wikipedia / Автор: Regulus Tremerus Подобно «безликим» из популярного сериала «Игра престолов», углерод способен принимать множество разнообразных обличий...

Химики превратили пластиковый мусор в ценное  удобрение

Печальная реальность наших дней — заваленные мусором реки / © David Danelski/UCR / Автор: Cloelia Andronicus За последнее...

Химики разгадали 400-летнюю алхимическую загадку

Лысый алхимик, изображенный на картине фламандского живописца Давида Тенирса Младшего, XVII век / Автор: Visellia Orfius Алхимики впервые...

Химики СФУ получили соединения, которые помогут в том числе адсорбировать вредные и радиоактивные вещества

Химики СФУ получили соединения, которые помогут в том числе адсорбировать вредные и радиоактивные вещества / Автор: Андрей Чернов...

Химики впервые синтезировали природное противораковое вещество

©Wikipedia / Автор: Иван Беляев Cоединение носит название галихондрин B. Это сложное органическое соединение было открыто в 1986 году...