Zinātnieku komanda no Kalifornijas Tehnoloģijas institūta (Caltech), Microsoft pētniecības AI4Science laboratorijas un Tencent kvantu laboratorijas ir izstrādājusi ceļražu algoritmu, kas mērķē precizitātes problēmu risināšanu ar mazdziļām kvantu ķēdēm. Viņu algoritms, zināms kā CHEM, balstās uz Kliforda bāzes Hamiltonianu inženierijas pieeju un piedāvā cerīgu ceļu praktiskai kvantu skaitliskajai ķīmijai tuvākajā laikā.
Galvenā problēma kvantu skaitliskajā ķīmijā, īpaši tuvākā laika kvantu ierīcēm, slēpjas jaudas dziļuma un precizitātes līdzsvarošanā. Pētnieki risināja šo pretrunu, izmantojot kombināciju no variācijas kvantu eigensolvera un resursu efektīva ansambļa. Rezultātā tika izveidota metode, kas projektē Kliforda bāzes Hamiltonianu transformācijas, kas ir dažādi būtiski.
Pirmkārt, metode nodrošina, ka Hartīra-Foka enerģijai atbilstoša sākotnējā ķēdes parametru kopums var tikt ģenerēts. Tas ir būtiski, lai panāktu precīzus rezultātus kvantu ķīmisko aprēķinu veikšanā. Otrkārt, tas efektīvi maksimizē sākotnējo enerģijas gradientu attiecībā pret ķēdes parametriem, tādējādi uzlabojot precizitāti. Svarīgi, pieeja iedarbina zemāku izmaksu klasiķu procesēšanai un neprasa papildu kvantu resursus, kas padara to augstu efektīvu un praktisku.
Viena no ievērojamākajām šīs pieejas sasniegumiem tika demonstrēta, izmantojot kvantu aparātu emulētāju. Pētniekiem izdevās sasniegt ķīmiskās precizitātes rezultātus sistēmu gadījumā, kas sastāv no 12 kvantbitiem, izmantojot mazāk nekā 30 divu kvantbitu vārtus. Tas ir ievērojams pavērsiens kvantu skaitliskās ķīmijas jomā un pavirzība tuvākām praktisku lietojumu sasniegšanai tuvākā laika kvantu ierīcēm.
Šī pētījuma atklājumi atver jaunas iespējas kvantu skaitliskajām nozarēm, it īpaši ķīmijas jomā. Jo notiek arvien lielāks progress kvantu aparatūras un algoritmu jomā, sacensība par kvantu priekšrocību turpinās. Lai gan kvantu datori vēl nav pārspējuši parastu datoru, CHEM algoritms un līdzīgi atklājumi mūs tuvina dienai, kad kvantu skaitliskās ķīmijas radīs patiesu revolūciju dažādās nozarēs.
The source of the article is from the blog kunsthuisoaleer.nl