การคำนวณควอนตัม: ถึงเวลาสร้างชุมชนควอนตัมแล้ว

การคำนวณควอนตัม: ถึงเวลาสร้างชุมชนควอนตัมแล้ว RPA การคำนวณหรือการประมวลผลข้อมูลได้กลายเป็นที่แพร่หลายในสังคมของเรา มองไปทางไหนก็มีผลกระทบต่อชีวิตของเรา ตั้งแต่การทำให้งานประจำวัน เช่น การสื่อสารง่ายขึ้น ไปจนถึงการเปิดช่องทางใหม่ในการสำรวจ และช่วยให้เราสามารถแก้ปัญหาที่เราไม่เคยคาดฝันมาก่อน คำนวณเป็นอยู่โดยทั่วไปในโทรศัพท์ของคุณหรือแล็ปท็อปหรือเว็บเซิร์ฟเวอร์อยู่บนพื้นฐานของการประมวลผลข้อมูลที่นักฟิสิกส์มักจะหมายถึงว่าคลาสสิก สำหรับส่วนของ 20 THศตวรรษกลควอนตัมผลกระทบในระบบเหล่านี้ได้รับการยกย่องว่าเป็นความเจ็บปวดและความรำคาญที่มีศักยภาพ สิ่งนี้เกิดขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กในชื่อเดียวกัน ทำให้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือน้อยกว่าอุดมคติแบบคลาสสิก และกลศาสตร์ควอนตัมถือเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดเสียงรบกวนซึ่งไม่สามารถขจัดออกไปได้ ระบบจัดการภายใน ผลกระทบของความไม่สมบูรณ์แบบทางกลควอนตัมนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อกฎของมัวร์ยังคงขยายขนาดต่อไป เมื่อเราไปถึงความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์ด้วยขนาดลักษณะเฉพาะที่ลำดับของชั้นอะตอม อุโมงค์ควอนตัมและความร้อนจะนำไปสู่การคำนวณที่ไม่สามารถแก้ไขได้ ดังนั้น ถ้ากฎของมัวร์ถูกจำกัดโดยพื้นฐานโดยฟิสิกส์ควอนตัม เราจะผลักดันขอบเขตของการคำนวณต่อไปได้อย่างไร ชายแดนต่อไปคืออะไร?วันนี้ เรากำลังวางรากฐานโดยเชิญผู้ที่สนใจสร้างอัลกอริธึมและทำการทดลองกับโปรเซสเซอร์ควอนตัมของ IBM เล่นกับควอนตัมบิต (qubits) แต่ละตัว– Dario Gil, Vice President, Science and Solutions ที่ IBM Researchนี่คือจุดที่เราสามารถเปลี่ยนแปลงวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับการคำนวณ และนำปัญหาของเอฟเฟกต์ควอนตัมที่ทำร้ายการประมวลผลของเรามาใช้ และเปลี่ยนมันให้เป็นประโยชน์ ในการทำเช่นนี้ เราจำเป็นต้องนำฟิสิกส์ควอนตัมกลับเข้าไปในแบบจำลองการคำนวณ สิ่งนี้นำไปสู่สาขาวิทยาศาสตร์ข้อมูลควอนตัมที่น่าตื่นเต้น และวิธีที่ทีมของเราที่ IBM Research ทำงานร่วมกับคิวบิตตัวนำยิ่งยวดที่มีต่อการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมคอมพิวเตอร์ควอนตัมทำการคำนวณโดยใช้อุปกรณ์ที่เป็นไปตามกฎของกลศาสตร์ควอนตัม กฎเหล่านี้ยอมให้อนุภาคสองอนุภาคอยู่ในสถานะพันกันทำให้พวกมันมีพฤติกรรมในลักษณะที่ฟิสิกส์คลาสสิกไม่สามารถอธิบายได้ หลักการนี้พร้อมกับแนวคิดอื่นๆ จากทฤษฎีควอนตัมทำให้Peter Shorแสดงในปี 1995 ว่าเป็นไปได้ในทางทฤษฎีที่จะแยกตัวเลขจำนวนมากออกเป็นปัจจัยจำนวนเฉพาะอย่างมีประสิทธิภาพด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม

วิธีการวัดพลังงานของโมเลกุลโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม

วิธีการวัดพลังงานของโมเลกุลโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม RPA การจำลองโมเลกุลบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมทำได้ง่ายขึ้นมากด้วยฮาร์ดแวร์ควอนตัมตัวนำยิ่งยวดของไอบีเอ็ม ในบทความวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในNature , Variational Quantum Eigensolver สำหรับโมเลกุลขนาดเล็กและแม่เหล็กควอนตัมเราใช้อัลกอริธึมควอนตัมใหม่ที่มีความสามารถในการคำนวณสถานะพลังงานต่ำสุดของโมเลกุลขนาดเล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการทำแผนที่โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของออร์บิทัลของโมเลกุลบนเซตย่อยของตัวประมวลผลควอนตัมเจ็ดคิวบิตที่สร้างขึ้นตามวัตถุประสงค์ของเรา เราได้ศึกษาโมเลกุลที่ยังไม่เคยสำรวจมาก่อนด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งรวมถึงลิเธียมไฮไดรด์ (LiH) และเบริลเลียมไฮไดรด์ (BeH 2)). การเข้ารหัสเฉพาะจากออร์บิทัลถึงคิวบิตที่ศึกษาในงานนี้สามารถใช้เพื่อทำให้การจำลองของโมเลกุลที่ใหญ่กว่านั้นง่ายขึ้น และเราคาดหวังโอกาสในการสำรวจการจำลองที่ใหญ่กว่านี้ในอนาคต เมื่อกำลังคำนวณควอนตัม (หรือ ” ปริมาตรควอนตัม “) ของ IBM Q ระบบได้เพิ่มขึ้น การตลาดออนไลน์ ในขณะที่ BeH 2เป็นโมเลกุลที่ใหญ่ที่สุดที่เคยจำลองโดยคอมพิวเตอร์ควอนตัมจนถึงปัจจุบัน แบบจำลองที่พิจารณาแล้วของโมเลกุลเองก็ยังง่ายพอสำหรับคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่จะจำลองได้อย่างแม่นยำ สิ่งนี้ทำให้เป็นกรณีทดสอบเพื่อผลักดันขีดจำกัดของสิ่งที่โปรเซสเซอร์เจ็ด qubit ของเราสามารถบรรลุได้ ทำความเข้าใจข้อกำหนดเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มความแม่นยำของการจำลองควอนตัมของเรา และวางองค์ประกอบพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการสำรวจการศึกษาพลังงานโมเลกุลดังกล่าวการจำลองโมเลกุลที่ดีที่สุดในปัจจุบันใช้คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกที่ใช้วิธีการประมาณที่ซับซ้อนเพื่อประเมินพลังงานต่ำสุดของโมเลกุลแฮมิลตัน “ฮามิลโทเนียน” เป็นตัวดำเนินการพลังงานกลควอนตัมที่อธิบายปฏิสัมพันธ์ระหว่างออร์บิทัลของอิเล็กตรอน* และนิวเคลียสของอะตอมที่เป็นส่วนประกอบ สถานะ “พลังงานต่ำสุด” ของโมเลกุล Hamiltonian กำหนดโครงสร้างของโมเลกุลและวิธีที่มันจะโต้ตอบกับโมเลกุลอื่น ข้อมูลดังกล่าวมีความสำคัญสำหรับนักเคมีในการออกแบบโมเลกุล ปฏิกิริยา และกระบวนการทางเคมีใหม่สำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรม*ข้อควรทราบสองสามข้อเกี่ยวกับออร์บิทัล: หนึ่ง อิเล็กตรอนไม่หมุนรอบนิวเคลียสของอะตอมเหมือนดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ ดังที่มักแสดงให้เห็นในการ์ตูนแบบง่าย แต่พวกมันมีอยู่ในออร์บิทัลที่มองเห็นได้ดีกว่าว่าเป็นเปลือกเมฆที่ห่อหุ้มนิวเคลียส ทางกายภาพ ความหนาแน่นของเมฆอธิบายถึงความน่าจะเป็นที่จะพบอิเล็กตรอนในบริเวณนั้น ทำให้มีรูปร่างลักษณะเฉพาะนักวิทยาศาสตร์ของ

ถอดรหัสโมเลกุลด้วยฮาร์ดแวร์ควอนตัมที่เหมาะสม

ถอดรหัสโมเลกุลด้วยฮาร์ดแวร์ควอนตัมที่เหมาะสม RPA ในการแสวงหาการจำลองพฤติกรรมของเอนทิตีเคมีอย่างแม่นยำ คอมพิวเตอร์ควอนตัมได้รับการคาดหวังให้มีความได้เปรียบเหนือกว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบคลาสสิกอย่างมีนัยสำคัญ แต่ด้วยเหตุนี้ อัลกอริธึมและสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์จึงต้องได้รับการปรับแต่งให้เข้ากับงานเฉพาะที่อยู่ในมือ ในความร่วมมือกับผู้เขียนร่วมที่เป็นพันธมิตรกับทั้ง Forschungszentrum Juelich และ RWTH Aachen University ทีมงานของเราที่IBM Research-Zurich ได้กำหนดวิธีที่เกทสองคิวบิตแบบแลกเปลี่ยนเป็นหนทางที่มีแนวโน้มมากในการคำนวณคุณสมบัติของโมเลกุล การตลาดออนไลน์ ความก้าวหน้าทางวัสดุศาสตร์เป็นหนึ่งในตัวขับเคลื่อนหลักของการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีในโลกสมัยใหม่ การทำความเข้าใจการทำงานภายในของโมเลกุลที่ประกอบเป็นวัสดุเหล่านั้นเป็นกุญแจสำคัญในการออกแบบยาที่ดีขึ้น อาหารเพื่อสุขภาพ หรือแบตเตอรี่ที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น เพื่อยกตัวอย่างบางส่วน แม้ว่าสมการทางกลควอนตัมที่ควบคุมพฤติกรรมของเอนทิตีระดับโมเลกุลจะเป็นที่รู้จักมานานหลายทศวรรษแล้ว การแก้ปัญหาเหล่านี้ยังคงเป็นความท้าทายที่ร้ายแรง แม้กระทั่งสำหรับคอมพิวเตอร์ที่ดีที่สุดของเราในปัจจุบันด้วยการถือกำเนิดของการคำนวณควอนตัม การแก้ปัญหานี้อาจเป็นเพียงความเข้าใจ ความจริงที่ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมอาศัยการจัดการสถานะควอนตัมของหน่วยที่เล็กที่สุดที่เรียกว่า qubits ทำให้พวกมันเหมาะสมกว่าโดยธรรมชาติในการจำลองระบบกลไกควอนตัมเช่นโมเลกุลแต่ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีเสียงดังในระยะสั้น วิธีการต่างๆ ที่เสนอมาเพื่อจำลองโมเลกุลขนาดใหญ่และซับซ้อนนั้นขาดประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับการใช้งานที่ประสบความสำเร็จ ปัญหาอยู่ที่ความลึกของวงจรที่ค่อนข้างยาวของอัลกอริธึมควอนตัมก่อนหน้า หมายความว่าการคำนวณใช้เวลานานกว่าที่อนุญาตโดยเวลาที่เชื่อมโยงกันที่จำกัดของ qubits ที่มีอยู่ การลดความลึกของวงจรโดยใช้ประตูควอนตัมที่ปรับให้เหมาะกับงานที่ทำโดยเฉพาะจะช่วยลดความไม่สมบูรณ์ของฮาร์ดแวร์เหล่านั้น และนั่นคือสิ่งที่ทีมของเราประสบความสำเร็จเส้นทางที่สั้นกว่าในการถอดรหัสสเปกตรัมพลังงานของโมเลกุลใน “ Gate-Efficient Simulation of Molecular Eigenstates on a Quantum Computer ” ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารPhysical Review Applied ที่ผ่านการตรวจสอบโดย peer-reviewed เราขอเสนอและทดลองสาธิตวิธีการที่มีประสิทธิภาพเกตในการคำนวณพลังงานลักษณะเฉพาะของโมเลกุลโดยใช้ฮาร์ดแวร์ qubit

IBM และ Daimler ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อพัฒนาแบตเตอรี่ยุคหน้า

IBM และ Daimler ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อพัฒนาแบตเตอรี่ยุคหน้า RPA รถยนต์ไฟฟ้ามีจุดอ่อน: ความจุและความเร็วในการชาร์จแบตเตอรี่ ความก้าวหน้าของคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยนักวิจัยที่ IBM และ Daimler AG ซึ่งเป็นบริษัทแม่ของ Mercedes-Benz สามารถช่วยจัดการกับความท้าทายนี้ได้ เราใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อสร้างแบบจำลองโมเมนต์ไดโพลของโมเลกุลที่ประกอบด้วยลิเธียมสามตัว ซึ่งทำให้เราเข้าใกล้แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ (Li-S) รุ่นต่อไปอีกก้าวหนึ่งซึ่งจะมีประสิทธิภาพมากกว่า ใช้งานได้ยาวนานกว่า และราคาถูกกว่าลิเธียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน แบตเตอรี่ไอออน การตลาดออนไลน์ การจำลองโมเลกุลเป็นเรื่องยากมาก แต่การสร้างแบบจำลองอย่างแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญในการค้นพบยาและวัสดุใหม่ๆ ในงานวิจัยเรื่อง “ การจำลองเคมีควอนตัมของผลิตภัณฑ์ที่โดดเด่นในแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ ” เราจำลองสภาพพลังงานภาคพื้นดินและโมเมนต์ไดโพลของโมเลกุลที่อาจก่อตัวในแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ระหว่างการทำงาน: ลิเธียมไฮไดรด์ (LiH), ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H 2 S), ลิเธียมไฮโดรเจนซัลไฟด์ (LiSH) และผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ, ลิเธียมซัลไฟด์ (Li 2 S) นอกจากนี้ และเป็นครั้งแรกในฮาร์ดแวร์ควอนตัม เราแสดงให้เห็นว่าเราสามารถคำนวณโมเมนต์ไดโพลสำหรับ LiH โดยใช้ 4 คิวบิตบน IBM Q Valencia ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัม 5

คอมพิวเตอร์ควอนตัมพลิกสคริปต์เรื่อง Spin Chemistry

คอมพิวเตอร์ควอนตัมพลิกสคริปต์เรื่อง Spin Chemistry RPA ในการสร้างทางเลือกพลังงานที่ยั่งยืนที่ถูกกว่าและมีประสิทธิภาพมากขึ้น เราจำเป็นต้องรู้มากกว่าที่เราทำในปัจจุบันเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า วิธีหนึ่งที่ดีที่สุดในการทำเช่นนี้คือการใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่จำลองปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลที่ซับซ้อน แม้ว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกจะทำหน้าที่นี้ได้ดีในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา แต่เราได้อธิบายในการศึกษาวิจัยฉบับใหม่เกี่ยวกับคุณสมบัติพิเศษของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่จะช่วยให้นักวิจัยพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ การสังเคราะห์ด้วยแสงเทียม และเซลล์แสงอาทิตย์ไปสู่ระดับใหม่ทั้งหมด การตลาดออนไลน์ การศึกษาของเรา การจำลองควอนตัมบีตใน Radical Pairs บนคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีเสียงดัง มี รายละเอียดว่า IBM Research และนักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยนอเทรอดามอย่างไร โดยได้รับความช่วยเหลือจากนักศึกษาที่มหาวิทยาลัยจอร์จทาวน์ มหาวิทยาลัย DePaul สถาบันเทคโนโลยีอิลลินอยส์ และวิทยาลัยภาคตะวันตกในลอสแองเจลิส— ใช้คอมพิวเตอร์ IBM Quantum แบบคลาวด์เพื่อจำลองว่าผลของปฏิกิริยาเคมีถูกควบคุมโดยวิวัฒนาการเวลาของสถานะพัวพันของสารตั้งต้นทั้งสองอย่างไร และปรากฏการณ์ทางเคมีของการหมุนนี้ได้รับผลกระทบจากการสูญเสียการสะกดจิตและการดีเฟสที่เกิดจากความร้อนที่ผันผวนอย่างไร .เคมีปั่นเป็นสาขาย่อยของเคมีที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของการหมุนด้วยแม่เหล็กในปฏิกิริยาเคมี มันเชื่อมโยงปรากฏการณ์ควอนตัมเช่นการซ้อนทับและการพัวพันกับพารามิเตอร์ทางเคมีที่จับต้องได้เช่นผลผลิตของปฏิกิริยา (ปริมาณของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น) ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม เคมีสปินช่วยให้เราสามารถจำลองกระบวนการทางเคมีแบบไดนามิกบางอย่างได้โดยตรง โดยพื้นฐานแล้วคือจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมี ผลการปั่นในคู่หัวรุนแรงมีบทบาทสำคัญในกระบวนการที่อยู่ภายใต้การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์นักวิจัยของ Notre Dame ได้ใช้คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกมาหลายปีเพื่อศึกษาเคมีของสปิน อย่างไรก็ตาม การจำลองที่สร้างขึ้นโดยใช้คอมพิวเตอร์เหล่านั้นจำเป็นต้องใช้เสียงเทียมเพื่อพยายามเลียนแบบปฏิกิริยาเคมีอย่างสมจริง ในปี 2018 นักวิจัยได้เพิ่มโอกาสในการสร้างแบบจำลองเคมีสปินที่มีรายละเอียดมากขึ้นโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม 5-qubit ที่เผยแพร่ต่อสาธารณะของไอบีเอ็ม และภายในเดือนเมษายน 2019 Notre Dame ได้เข้าร่วมIBM Quantum

การเชื่อมต่อใหม่ระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัมและการเรียนรู้ของเครื่องในวิชาเคมีเชิงคำนวณ

การเชื่อมต่อใหม่ระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัมและการเรียนรู้ของเครื่องในวิชาเคมีเชิงคำนวณ RPA คอมพิวเตอร์ควอนตัมสัญญาว่าจะปรับปรุงความสามารถของเราในการทำงานด้านคอมพิวเตอร์ที่สำคัญในอนาคต แมชชีนเลิร์นนิงกำลังเปลี่ยนวิธีที่เราใช้คอมพิวเตอร์ในชีวิตประจำวันในปัจจุบันและในด้านวิทยาศาสตร์ เป็นเรื่องปกติที่จะแสวงหาความเชื่อมโยงระหว่างวิธีการที่เกิดขึ้นใหม่ทั้งสองวิธีในการคำนวณ โดยหวังว่าจะได้รับผลประโยชน์หลายประการ การค้นหาลิงก์เชื่อมต่อเพิ่งเริ่มต้นขึ้น แต่เราเห็นศักยภาพมากมายในพื้นที่ที่ยังไม่ได้สำรวจนี้ เรานำเสนอที่นี่สองบทความงานวิจัยใหม่:“ การวัดที่แม่นยำของ observables ควอนตัมที่มีประมาณประสาทเครือข่าย ” ที่ตีพิมพ์ในทางกายภาพวิจัยทบทวนและ“ fermionic รัฐประสาทเครือข่ายสำหรับ AB-เริ่มแรกโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ , ”ตีพิมพ์ใน การสื่อสารธรรมชาติ. การตลาดออนไลน์ ฝึกฟังก์ชั่นคลื่นในปัจจุบัน การคาดคะเนคุณสมบัติโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลและวัสดุถือเป็นหนทางที่สั้นที่สุดที่จะนำไปสู่ความได้เปรียบด้านควอนตัมการจำลองกลศาสตร์ควอนตัมเป็นแอปพลิเคชั่นใหม่ล่าสุดสำหรับเครื่องมือที่คมชัดที่สุดของการเรียนรู้ของเครื่อง: โครงข่ายประสาทเทียม เฉพาะในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการใช้โครงข่ายประสาทเทียมเพื่อจำแนกเฟสของสสารควอนตัมหรือเป็น ansatz ผันแปรสำหรับการโต้ตอบกับระบบต่างๆการแสดงฟังก์ชันคลื่นควอนตัมเป็นสิ่งที่ทั้งคอมพิวเตอร์ควอนตัมและโครงข่ายประสาทเทียมพยายามทำ พื้นดินทั่วไปนี้สามารถใช้เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการสำรวจการเชื่อมต่อที่เป็นไปได้ แต่ละวิธีมีข้อดีและจุดอ่อนความสำคัญของความแม่นยำควอนตัมไอเกนโซลเวอร์แบบแปรผัน (VQE) ร่วมกับอัลกอริธึมเชิงลึกอื่นๆ สำหรับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ ใช้ประโยชน์จากการจัดเก็บและการจัดการสถานะควอนตัมเพื่อดึงข้อมูลกราวด์และคุณสมบัติของสถานะตื่นเต้นของระบบควอนตัมที่น่าสนใจ ในการทำเช่นนั้น สำหรับกรณีของระบบโมเลกุล เราจำเป็นต้องวัดค่าความคาดหวังของตัวดำเนินการแฮมิลตัน ซึ่งเป็นตัวแทนของพลังงานระดับโมเลกุล เราจำเป็นต้องทำอย่างแม่นยำด้วย: การวัดที่มีความผันผวนแบบสุ่มมากจะทำให้อัลกอริธึมควอนตัมทั้งหมดไม่สามารถใช้งานได้จริง ปรากฏว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่ค่อยดีในงานนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จำนวนการวัดเพื่อให้ได้ความแม่นยำเพียงพอสำหรับการใช้งานที่จะแสดงความได้เปรียบของควอนตัมเป็นสิ่งต้องห้ามสำหรับเทคโนโลยีปัจจุบันใน”การวัดค่าควอนตัมที่สังเกตได้อย่างแม่นยำด้วยตัวประมาณโครงข่ายประสาทเทียม” ของPRRซึ่งเป็นความร่วมมือกับนักวิจัยสองคนจากสถาบัน Flatiron, Giacomo Torlai และ Giuseppe Carleo เราใช้เทคนิคโครงข่ายประสาทเทียมในการคำนวณด้วยควอนตัมเพื่อการจำลองทางเคมีที่แม่นยำยิ่งขึ้น เทคนิคนี้มีพื้นฐานมาจากการฝึกโครงข่ายประสาทเทียม โดยรวบรวมข้อมูลการวัดจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม เมื่อผ่านการฝึกอบรมแล้ว โครงข่ายประสาทเทียมจะเข้ารหัสการแสดงบางส่วนของสถานะควอนตัม ซึ่งดีพอที่จะกู้คืนพลังงานระดับโมเลกุลด้วยความแม่นยำสูงสุดคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่รวมเข้ากับตัวประมาณโครงข่ายประสาทเทียมใหม่ของเรา

เดินทางต่อสู่ซอฟต์แวร์ควอนตัมแบบไร้แรงเสียดทาน: Qiskit Chemistry module & Gradients framework

เดินทางต่อสู่ซอฟต์แวร์ควอนตัมแบบไร้แรงเสียดทาน: Qiskit Chemistry module & Gradients framework RPA เราได้ดำเนินการอีกขั้นที่สำคัญบนเส้นทางของเราไปสู่การคำนวณควอนตัมแบบไร้แรงเสียดทาน : Qiskitรุ่นใหม่พร้อมโมดูลQiskit Chemistry ที่ปรับปรุงใหม่ทั้งหมดรวมถึงเฟรมเวิร์กQiskit Gradientsใหม่ล่าสุด การปรับปรุงทั้งสองช่วยปูทางสำหรับซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันควอนตัมที่ตอบสนองความต้องการของ:ผู้เชี่ยวชาญโดเมนที่ไม่มีพื้นฐานการคำนวณควอนตัมลึกที่ต้องการทดลองกับพวกเขาเป็นกล่องดำเช่นเดียวกับนักวิจัยอัลกอริธึมควอนตัมที่ต้องการพัฒนาและทดสอบบล็อคการสร้างอัลกอริธึม รันไทม์ของโปรแกรม เทคนิคการลดข้อผิดพลาด และฮาร์ดแวร์ควอนตัมจริงในบริบทของแอปพลิเคชัน การตลาดออนไลน์ โมดูลเคมี Qiskit ที่ปรับปรุงใหม่โมดูล Qiskit Chemistry ประกอบด้วยอัลกอริธึมที่หลากหลายที่ออกแบบมาให้เป็นโมดูลและขยายได้ ในขณะที่ยังมีแอปพลิเคชันระดับสูงที่ช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้านสามารถเริ่มต้นใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้ ซึ่งรวมถึงอัลกอริธึมสำหรับการคำนวณโครงสร้างแบบอิเล็กทรอนิกส์และแบบสั่นสะเทือน ตลอดจนอัลกอริธึมพื้นฐานที่สามารถใช้สำหรับแอปพลิเคชันระดับสูง เมื่อไม่นานมานี้ สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ของ IBM Quantum และ ExxonMobil คำนวณสิ่งที่สังเกตได้ทางอุณหพลศาสตร์สำหรับโมเลกุลไฮโดรเจน บนตัวประมวลผลควอนตัมibmq_valencia 5-qubit โดยใช้ Qiskit“การพัฒนาโมดูล Qiskit Chemistry ใหม่นั้นทั้งน่าตื่นเต้นและสำคัญมาก จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ที่มีการสัมผัสฮาร์ดแวร์ควอนตัมจำกัดสามารถเริ่มจำลองปัญหาทางเคมีที่น่าสนใจและเกี่ยวข้องได้อย่างรวดเร็ว บางทีโมดูลใหม่นี้อาจมีความสำคัญเช่นกัน จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คิด ‘ในเชิงควอนตัม’ เมื่อแก้ปัญหาที่ท้าทายที่สุดของเรา”– Laurent White, หัวหน้าส่วน, ฟิสิกส์เชิงคำนวณ, การวิจัยและวิศวกรรมของ ExxonMobilอัลกอริธึมควอนตัมระยะใกล้จำนวนมาก – รวมถึงที่มีอยู่ในโมดูล