主題：韓商用量子計(jì)算機(jī)達(dá)到“化學(xué)精度”


2024年10月16日 07:27 來源： 科技日?qǐng)?bào)

　　韓國(guó)昆諾瓦（Qunova）計(jì)算公司14日宣布了近期在3臺(tái)含噪中等規(guī)模量子（NISQ）計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的一系列測(cè)試的結(jié)果。在每項(xiàng)演示中，昆諾瓦的算法均能以低于現(xiàn)實(shí)世界量子化學(xué)應(yīng)用所需的1.6毫哈特里閾值的準(zhǔn)確度產(chǎn)生結(jié)果，這一水平被稱為“化學(xué)精度”。這是在商用設(shè)備上首次實(shí)現(xiàn)這一成果。

　　在2024年韓國(guó)量子大會(huì)期間，昆諾瓦使用一臺(tái)來自芬蘭量子初創(chuàng)企業(yè)（IQM）的20量子比特計(jì)算機(jī)展示了化學(xué)精度。這一實(shí)驗(yàn)連續(xù)演示了3天，每天實(shí)時(shí)在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)硫化鋰的3種不同幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行一小時(shí)的能量估算。在此之前，昆諾瓦還使用IBM的“鷹”量子處理器進(jìn)行了一項(xiàng)24量子比特的實(shí)驗(yàn)，展示了其算法在模擬硫化鋰基態(tài)能量時(shí)能達(dá)到0.1毫哈特里的計(jì)算準(zhǔn)確度，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了化學(xué)精度所需的水平。

　　這些結(jié)果表明，昆諾瓦開發(fā)的量子算法與硬件無關(guān)。這些測(cè)試是在包括硫化鋰、硫化氫、水和甲烷在內(nèi)的多種分子上進(jìn)行的。

　　昆諾瓦的解決方案可在所有類型的量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，并提供足夠的計(jì)算準(zhǔn)確度來進(jìn)行高級(jí)化學(xué)計(jì)算。這與在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)上使用傳統(tǒng)變分量子本征求解器（VQE）進(jìn)行的模擬不同，后者模擬不具有可擴(kuò)展性。此外，昆諾瓦通過使用其新型簡(jiǎn)化VQE（稱為“HiVQE”）實(shí)現(xiàn)了此前量子系統(tǒng)從未達(dá)到的精度。

　　這一突破的關(guān)鍵在于昆諾瓦開發(fā)的一種在量子計(jì)算過程中不攜帶誤差的計(jì)算方法，使計(jì)算運(yùn)行效率提高了1000倍。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的VQE相比，使用HiVQE解決方案可將計(jì)算這些問題所需的計(jì)算資源減少到千分之一以下。因此，昆諾瓦估計(jì)，其算法在使用僅有40—60量子比特的NISQ機(jī)器時(shí)，就能為化學(xué)計(jì)算提供相對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)的量子優(yōu)勢(shì)。

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