不久前，谷歌人工智能量子團(tuán)隊(duì)的研究人員使用量子計(jì)算機(jī)計(jì)算了迄今為止最大規(guī)模的化學(xué)模型。該量子算法的進(jìn)一步發(fā)展將使我們能高精度地預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的過程，幫助化學(xué)家在反復(fù)試驗(yàn)上節(jié)省大量時(shí)間。當(dāng)前，即使是最強(qiáng)大的現(xiàn)代傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，也不具備此類計(jì)算所需的性能，只有技術(shù)成熟的量子計(jì)算機(jī)才能給化學(xué)家?guī)砗芏嘈碌臋C(jī)會(huì)。

雖然現(xiàn)存的第一批量子計(jì)算機(jī)原型還未能解決化學(xué)領(lǐng)域的所有簡(jiǎn)單和復(fù)雜問題，但真正解決這些問題離我們并不遙遠(yuǎn)。谷歌人工智能量子團(tuán)隊(duì)的研究人員已經(jīng)計(jì)算出一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的模型——Hartree-Fock近似法，這是一種薛定諤方程相對(duì)于真實(shí)化學(xué)系統(tǒng)的近似解的方法，在這種情況下，二嗪分子會(huì)與氫原子反應(yīng)并經(jīng)歷其分子構(gòu)型的變化。

借助懸鈴木（Sycamore）處理器，谷歌量子計(jì)算系統(tǒng)編譯相應(yīng)的程序，這是較容易實(shí)現(xiàn)的。難度較大的是保證結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，眾所周知，量子計(jì)算系統(tǒng)在計(jì)算中可能會(huì)出錯(cuò)。

為了分析輸出數(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn)潛入其中的錯(cuò)誤，谷歌人工智能量子團(tuán)隊(duì)研究人員將量子系統(tǒng)與經(jīng)典計(jì)算機(jī)連接起來。對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，并對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的校正，直到量子計(jì)算機(jī)得到最準(zhǔn)確的值。

除了建立量子計(jì)算系統(tǒng)和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的這種“共生關(guān)系”，人工智能量子團(tuán)隊(duì)的研究人員還使用了兩類附加檢查，可以識(shí)別和修復(fù)錯(cuò)誤，重新啟動(dòng)整個(gè)計(jì)算周期。

谷歌人工智能量子研究人員在這項(xiàng)工作中所做的一切只是邁向量子計(jì)算機(jī)實(shí)用化的第一步。未來，當(dāng)量子計(jì)算系統(tǒng)獲得獨(dú)立檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤的能力時(shí)，這種計(jì)算將被簡(jiǎn)化很多倍，新功能將可供全球各地更廣泛的研究人員使用。

文章參考鏈接：

https://eventtrick.com/2022/10/13/google-researchers-run-the-worlds-largest-chemical-simulation-using-a-quantum-computer/

編譯：卉可

編輯：慕一