Благодаря процессору на базе 12 кубитов исследователи смогли смоделировать изомеризацию диазена.
Группа инженеров Google AI Quantum объявила о первом удачном моделировании химической реакции с помощью квантовых вычислений. В эксперименте использовался 54-кубитный квантовый процессор Sycamore. Результаты опубликованы в научной статье. опубликована в Science.
Квантовая химия считается одной из самых перспективных областей применения квантовых вычислений. В этой области больше всего достижений получили специалисты из IBM и Google. Раньше при помощи процессоров из нескольких кубитов удавалось рассчитать структуру не очень сложных молекул, например гидрида бериллия BeH2.
Чтобы смоделировать реакцию, авторы исследования использовали изомеризацию диазена (N2H2) — один из самых простых известных химических процессов. Такая реакция может показаться простой с точки зрения традиционной науки, но на квантовом уровне происходит множество труднопредсказуемых явлений.
Сикамор успешно выполнил задачу такого моделирования, точно описав перемещение атомов водорода в молекуле при образовании разных изомеров диазена. Для расчётов использовали всего 12 из 54 кубитов процессора Сикамор — это вдвое больше, чем в предыдущих попытках моделирования квантово-химических процессов.
Для расчетов использовался гибридный алгоритм VQE (вариационный квантовый метод поиска собственных значений). Алгоритм находит минимум величины, которую можно вычислить с помощью квантового компьютера — например, энергии молекул и атомов. Такой алгоритм позволяет за несколько минут проводить вычисления, которые обычному суперкомпьютеру могут занимать не один год.
Использование такого алгоритма на квантовых кубитах расширяет границы возможностей во многих научных и технологических сферах. Это позволяет отбирать прочные материалы и оценивать эффективность лекарственных средств.
Ранее мы писали об открытииПонятие «квантовой отрицательности» пригодится для создания высокоточных измерительных устройств и объясняет необычные явления. поведенииФизики не могут объяснить частицы позитрония.