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新材料如何实现“量子飞跃”?

来源:新华社 时间:2018/4/16 21:04:30

来源:新华社    时间:2018-03-27

      美国《麻省理工科技评论》日前将“材料的量子飞跃”列入2018全球十大突破性技术。研究人员最近使用量子计算机对简单分子进行建模,实现新材料的“量子飞跃”。

      量子计算助力分子建模

      美国国际商用机器公司(IBM)率先取得突破,采用7量子比特的量子计算机对小分子的电子结构成功进行仿真计算,相关成果发表在英国《自然》杂志上。借助该技术,科学家能了解分子的各个方面信息,开发出更有效药物和能源效率更高的新材料。

      量子计算机如何带来材料的“量子飞跃”?具体在材料研发领域,最大挑战是在分子建模中计算化合物的基本能态,即必须模拟出每个原子内电子与其他原子的相互作用。用传统计算机模拟这些分子结构要消耗大量能量,且随着分子内原子数增加,模拟愈加困难。相反,量子计算机在模拟这些具有量子特性的分子结构方面有天然优势。

      IBM研究团队采用全新算法,利用特定金属超导体制作的量子计算机计算出氢化锂、氢气和氢化铍的最低能态,并模拟出这3种分子,创造了量子系统模拟新纪录。

      中国科技企业奋勇争先

      材料的“量子飞跃”让人看到了量子计算更加贴近生活的应用场景。目前,中国量子计算还停留在高校实验室研究阶段,企业的商业化应用尚不成熟。

      不过,中国科技公司已开始在这方面大力布局,阿里、腾讯、百度先后成立了量子计算实验室,力求在该领域抢占赛道。据悉,目前相关实验室均处在“招兵买马”阶段,对量子信息技术、物理、数学、计算机等领域人才的需求十分迫切。


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