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

餐饮商家寄予厚望的报复性消费,究竟能不能实现?

在疫情期间,餐饮行业受到的影响较大,虽然很多城市都已经完全恢复了堂食,但是店内的客流量甚至还不到疫情之前的一半。外卖的需求量骤然增长,让诸多商家绝望的同时也看到新的希望。平台抽成太高是这次广东餐饮企业集体起诉某外卖平台的主要理由。据调查,一般的商家平台抽成佣金大概在20%左右,长期与平台合作的商家在16%左右,而新开的餐饮店则高达26%左右。不得不说,26%的佣金抽成确实很高。一家普通的餐饮店一单的利润大概在30%左右,如果某外卖平台真的是抽成26%,也就代表着商家把一半以上的利润给了外卖平台。疫情期间餐饮业受到的打击十分大,某外卖平台的佣金不断的提高对商家来说更是雪上加霜。对商家而言,入驻外卖平台自然是为了获取更多的收入,可是大多数的收入都被平台抽走,自然就导致了此次某外卖平台被联名进行投诉的局面。关于外卖平台佣金设置的到底合不合理,作为消费者我们自然不太清楚,但可以肯定的是,随着佣金的上涨,商家自然也要提高产品的价格,最终为佣金上涨买单的还是我们这些消费者。对此次联名投诉的事件,某外卖平台也就此做出了回应。表示,并不是外界想象和传言的那样。2019年自己也才刚实现收支平衡,第四季度每单的利润仅2毛钱,真的暴利的话,也不会连续5年的时间都在亏损。并且八成的商家佣金是在10%-20%之间,并不是市场上所说的20%及以上。而且平台的大多数收入都用于了平台维护和配送方面。关于此次的回应是真是假,我们不知道。本以为疫情之后,会暴发一轮消费狂潮,如今看来,餐饮商家寄予厚望的报复性消费,能不能实现还是一个未知数。仔细一想,确实,2020年的一场疫情,很多人不是被裁员失业就是薪资减半停止了主要经济来源,但车贷、房贷、信用卡、花呗等又不能停,银行卡里本就因为疫情而捉襟见肘,再加上各大企业纷纷涨价,据消费者称,某火锅品牌一碗米饭七元,调料10元/人,消费者纵使想消费,面对高昂的价格,也要望而却步了。对商家来说,涨价并不是万能的,企业不断尝试消费者底线的后果就是像某火锅品牌和某连锁餐饮品牌一样,惹怒消费者,最后道歉,就算最终价格下降,但在消费者的心理,对品牌的好感度怕是要一落千丈了。面对外卖平台的高昂抽成和疫情之后消费骤减,作为商家该如何自救?身为消费者的我们又该如何实惠消费?不妨寻找更多的一个合作平台,比方说“租客惠”。“租客惠”是租客网旗下一个专门为商家和消费者带来优惠的项目。作为消费者,在吃喝玩乐之前,可以先在租客惠中领取优惠券再下单,即可享受最低价!没钱也可以过“潇洒”的生活。作为对商家,入驻“租客惠”,可以借助租客网平台的大流量,实现商家营业额的增长和知名度,最重要的是入驻租客惠没有高额的佣金抽成哦~疫情之后,企业想快速回笼资金可以理解,但是受到疫情影响的不仅仅是企业,每一个人都受到了不同的影响,希望企业在考虑自身的同时也考虑下作为消费者的我们。

2020年06月12日 11:44

记事APP未来会取代手写的记事本吗?使用writenow后的反思

随着经济的快速发展,人们的环保意识逐步加强,无纸化办公已然成为一种趋势,而纸张也会慢慢被替代。对此,就有人问,手写的记事本未来会被淘汰吗?答案是不会的,虽然纸张会逐渐被替代,逐步演变成智能录入,也就是电子纸质记事本,但是纸质产品有它的仪式与情怀价值,还是有很多人喜欢看纸质书,用记事本,做手账,所以这两者其实各有各的价值,谁也不可替代谁。但是既然说到电子记事本,小编最近发现了一款记事APP超好用,想强烈推荐给各位同样有在手机上记事习惯的小伙伴,虽然它很冷门,但是却简单又好用啊。这个APP叫WriteNow,中文直译过来就是及时记录,设计看似简单,功能却很齐全,该有的都有了,超级好用。比如,WriteNow在使用的时候,不仅仅是记录文字,还可以上传图片或者视频。就拿我异地恋这件事来说,我个人是比较注重记录整理的,所以我每次见面都会把照片和时间记录起来,等到时间久了再去回看真的是满满的回忆和幸福。这也是为什么我说在用户体验上,WriteNow的设计是相当人性化的。。除此之外,WriteNow有个很智能化的设计,那就是你可以设置时间提醒,而且关闭了APP之后,只要是设置了时间提醒的事情,它都会自动提醒我们!完全是拯救了我这种容易健忘的人,每次当我有重要的事情需要做,我都会用WriteNow去记录和设置提醒,再也没有落下过什么重要事情。而且WriteNow可以设置云端存储,用它记录完全不用担心记录的事情会不见,你可以有选择性的把你想要备份的记录存储起来,特别好。另外,WriteNow还有个贴心设计,那就是快速检索功能,当你记录了很多事情后,完全不用担心找不到自己想要找的,你可以在首页的顶部快速检索框输入你要找的内容,它就会快速查找出你想要的是哪一条记录,非常方便快捷。当然,你也可以选择把你认为比较重要的记录设置置顶,因为WriteNow这个APP是有置顶功能的。总的来说,在所有的记事工具中,个人觉得WriteNow还是比较适合我的,虽然它的设计很简单,但是很好用。最后小编想说,其实笔记电子化也是工具本身的一种进步,而纸质的记事本在使用价值上也有它的不可替代性。所以根据自己的情况去选择自己需要就可以了。关于上文推荐的记事APP,有感兴趣的朋友也可去下载体验,或者到writenow.com官网上进行下载。让我们一起,WriteNow,随时记录精彩时刻。

2020年05月25日 16:57

遇见租客网,让我找到了家的感觉

还记得《北京女子图鉴》,女主搬了9次家,从第一套老乡的科研所职工宿舍到高中同学的某高档小区地下室……到最后一个人住视野超好的高档公寓,简直是进阶版毕业生租房史。每个北上广深漂泊的人,不同的是各自的经历,相同的是远离他乡,生活的不易。租房,成为当代毕业生不得不正面对抗的难题。笔者作为亲生的“深飘一族”,也是毕业以后一年不到的时间里换过4次房子的人。在深圳生活最大的痛,不是“上下班高峰的堵车”,也不是“被人挤的鞋子都掉了的地铁线”,对于租房的人来说,最大的痛大不过“押一付三”,租房子成了毕业生们过不去的坎。还记得之前吐槽大会上,李诞吐槽逃离北上广,说到深圳“来了就是深圳人!这会不会是深圳引进人才的手段呢?”我们一边哈哈大笑,一边看着深圳这座城市无所适从。当笔者费劲千辛万苦拿到offer,以为心怀梦想,就可以在深圳这所大城市开展一番事业,大展宏图,从此走上人生巅峰,结果却在高昂的租金面前输得一败涂地,被现实摁在地上摩擦,在毕业不到一年的时间里,我就已经换了4次房子,每一次租房都可谓是一场惊心动魄的战争。第一次租房是因为着急找工作,在平台上认识了个二房东就很草率的签了合同,合租,去了之后才发现是间隔断房,隔音效果极差,隔壁住了一对情侣,每天的晚上吵架的声音大到隔着三层楼都能听见,我整个人被折磨到失眠,直到二房东也找了个女朋友住进来,我终于不堪其扰,下定决心搬家。第二次搬家仍旧是合租,这次的房子虽然隔音,但是架不住室友奇葩啊!大半夜喝多了酒又吵又闹,早上又霸着洗手间半天不出来,我这个暴脾气…..还有就是一对爱做饭的小情侣,动不动就把冰箱装满,我连个鸡蛋都塞不进去,真是欲哭无泪,只得感叹,奇葩天天有,今年特别多!最惨的是第三次,只租了三个月,房东在我毫无准备、毫不知情的情况下,居然把房子卖了!让我提前搬出去,结果交房又出了问题,墙壁回潮房东执意认为是我损坏了墙壁,要我把墙补好才给我退押金,补就补吧……好不容易买好了漆抽空找了个休息日去补墙,发现房东把门锁换了,微信不回,电话不接,直接带着我的押金人间蒸发了,打电话给警察说是经济纠纷需要起诉法院,维权道路实在是无比艰辛。直到我第4次搬家,押金仍旧没有退回,想想都是一把辛酸泪……我的第4次租房是在租客网,遇见租客网,让我找到了家的感觉,这是我最称心如意的一次租房,我向往已久的单身公寓,坐北朝南采光好,再也没有跟别人合用卫生间的窘迫了,最重要的是押一付一拎包入住,实在不要太爽哦!租客网——“好生活,租着过”,颠覆了传统租赁行业的运营模式、打造出中国最大房屋租赁平台。租客网为广大租客提供了海量的真实房源信息和专业舒心的一站式租房服务,这些对于像笔者这样的毕业租房大军来说,直接规避了“虚假宣传、虚假房源、不良中介、无房可租、拎包即住”等等一系列问题,可以说是帮助我们解决了租房最难心的事儿!另外,租客网联合国内市场各大诚信中介,以平台资源整合为优势,首次打造“免押金、免中介费”房屋租赁时代。毕业生们,尚未配妥宝剑,转眼便是江湖。愿大家能够褪去青涩和棱角的同时,在租客网里能够找到自己欢喜的一隅,在时光里熠熠生辉。

2020年04月30日 14:04