Квантовые компьютеры занимаются химией
Команда квантовых физиков предприняла первые шаги в направлении использования квантового компьютера, чтобы предсказать, какая будет иметь место химическая реакция.
Даже самые мощные классические компьютеры затрудняются с вычислением того, как молекулы будут взаимодействовать в химических реакциях. Отчасти оттого, что сложность таких систем удваивается с добавлением каждого атома, так как каждый атом может взаимодействовать со всеми остальными.
Эскалация сложности намного проще для квантового компьютера, потому что квантовые компьютеры проявляют те же свойства: добавление одно дополнительного квантового бита (или кубита) придает один дубль вычислительной мощности. "Существует естественное соответствие между квантовыми компьютерами и химическим моделированием", - говорит Андрю Вайт из Университете Квинсленда в Брисбене, Австралия.
В 2005 году Аланом Аспуру-Гузик Гарвардского университета и его команда предложили алгоритм для проведения химических расчетов на квантовом компьютере. Сейчас Вайт, Аспуру-Гузик и его коллеги внедрили алгоритм на два двухкубитном фотонном квантовом оборудовании.
Повторный расчет
Их "итерационный алгоритм оценки фазы" является вариацией на существующие квантовые алгоритмы, таких как алгоритм Шора, который был успешно использован для взлома схем шифрования. Он запускается несколько раз подряд, при выходе из каждого запуска формируя входящие данные для следующего шага.
"Вы даете алгоритму две вещи: один контролирующий кубит и регистр кубитов с некоторой предварительно вычисленной информацией, относящейся к химической системе на которую вы смотрите", говорит Уайт.
Контрольный кубит взаимодействует со всеми кубитами из реестра таким образом, что значения на выходе - 0 или 1 - предоставляют информацию об энергии химической системы". Каждый последующий шаг алгоритма добавляет дополнительную цифру.
Данные проходят через алгоритм в 20 раз и дают очень точные значения энергии. "Это как работать с 20-знаками после запятой," говорит Вайт. Ошибки в системе может означать, что иногда 0 была спутана с 1, поэтому для проверки результата 20-шаговый процесс повторяется 30 раз.
Поразительная точность
Команда использовала этот процесс для расчета энергии молекулы водорода как функции расстояния от соседних молекул. Результат был поразительным, говорит Вайт. Энергетические уровни вычислились настолько близко к предсказаниям по модели - с точностью до миллионнных, - что, когда Вайт впервые увидел результат, он думал, что смотрит на теоретических расчеты. "Они просто выглядели настолько хорошо".
Хотя и заявляется, что криптография является наиболее вероятным первым приложением квантовых вычислений, химия выглядит даже более перспективной областью в краткосрочной перспективе, говорит Аспуру-Гузик. Системы с 128 кубитами смогут "превзойти классические компьютеры" в качестве инструмента для химии, говорит он. Алгоритмы квантовой криптографии требуются многие тысячи кубитов, чтобы быть полезными, говорит Вайт.
"Модель водорода которую мы использовали, была первая упрощенная квантовая модель, где все сложности были удалены", говорит Вайт. "Но оказывается, что мы в принципе можем работать с гораздо более сложными моделей. Это просто сводится к использованию системы большим количеством кубитов."
|
|
Tweet |
да, наверно так и есть 04 октября 2011 14:37
Как обычно, вебмастер грамотно опубликовал! Полезный сайт! Все красиво сделано. 15 апреля 2011 07:04
Спасибо за статью! Надеюсь, автор не против, если я использую это для своей курсовой. Интересный сайт! Все умно сделано. 10 апреля 2011 20:14
Отличнный у Вас сайт. Добавляю в закладки. 24 марта 2011 22:52
бывает...На мой взгляд это очень интересная тема. Предлагаю Вам это обсудить здесь или в PM. 22 марта 2011 10:59
спасибо большое было интересно прочитать 25 февраля 2011 19:21
статья super, автору респект 11 февраля 2011 20:01
Что то статей не много, лучше добавьте, а так блог нормальный 21 января 2011 11:39
Статья очень понравилась, узнал много полезного, буду пробовать осуществить на практике 19 января 2011 12:09
Ок, спасибо большое, статья очень полезная для начинающих 19 января 2011 09:31
Отличный блог, давно не читал, сразу же нашел много нового 19 января 2011 07:02
супер как понравился ваш блог, высокого вам развития 18 января 2011 16:52
Полностью согласен с предыдущими комментариями 18 января 2011 12:15
Да, после прочтения, я просто поражаюсь как все это бывает 18 января 2011 09:37
интересненько. Статья вовсе неплохо написана 18 января 2011 06:53
Да, почитал вашу статью и был приятно удивлен написанным, мне статья понравилась. Пишите и развивайтесь дальше 17 января 2011 17:14
Блого просто супер, всем советую, непожалеете 17 января 2011 09:42
Допишите эту статью, то до отличного материала не дотягивает 17 января 2011 06:32
Мне очень понравился ваш блог, особенно дизайн, хочу себе на сайт такой же 15 января 2011 14:18
Поздравляю вас Старо-Новым годом, желаю вам в новом году успехов и спасибо что вы находите время поддерживать ваш замечательный блог! 15 января 2011 07:46
ну да, блог мне тоже очень понравился, уже частенько захожу 14 января 2011 09:47
Хороший у вас блог, дизайн очень понравился, со временем будет мощный блог 13 января 2011 21:50
Интересная стратья, узнал для себя несколько новых вещей, щас буду разбираться, в дальнейшем отпигшусь 13 января 2011 18:36
Ваш блог мне очень понравился, только допишите эту статью 11 января 2011 18:15
Статья полезная и приятно изложена, большое спасибо за дополнительный материал! 09 января 2011 19:25
Мне понравился ваш блог, прочитал массу интересных статей, спасибо! 09 января 2011 15:29
Неплохо написали, нашел для себя много интересного. Продолжайте в том же духе 09 января 2011 11:32
Прикольная статья, узнал много полезного. Сейчас читаю другие публикации 09 января 2011 07:50
Отличный блог у вас, много интересных постов, буду постоянным читателем! 08 января 2011 15:00
В прошлом годы был на Ибице, так там познакомился с человеком, у которого стиль изложения материала очень похож на ваш. Но, к сожалению, тот человек очень далек от Интернета. 29 декабря 2010 13:51
Огромное человеческое спасибочки 23 декабря 2010 22:50