Акция
Блог
Процитировать
Печать
Электронная почта
ЗакладкаНаука Каждый День (14 января 2010) — В важном сначала для многообещающей новой технологии, ученые использовали квантовый компьютер, чтобы вычислить точную энергию молекулярного водорода. У этого инновационного подхода к молекулярным моделированиям могли быть глубокие значения не только для квантовой химии, но также и для диапазона областей от криптографии до науки материалов.
- Физика
- Квантовая Физика
- Квантовое Вычисление
- Квантовые Компьютеры
- Информатика
- Компьютерное Моделирование
- Вычисление
- Квантовый компьютер
- Квантовое число
- Компьютерное моделирование
"Одна из самых важных проблем для многих теоретических химиков, как выполнить точные моделирования химических систем," говорит автор Алан Асперу-Гузик, доцент химии и химической биологии в Гарвардском университете. "Это - первый раз, когда квантовый компьютер был построен, чтобы обеспечить эти точные вычисления."
Работа, описанная 10 января по Химии Природы, прибывает из товарищества между командой Асперу-Гузика теоретических химиков в Гарварде и группой экспериментальных физиков во главе с Эндрю Вайтом в университете Квинсленда в Брисбене, Австралия. Команда Асперу-Гузика скоординировала экспериментальный дизайн и выполнила ключевые вычисления, в то время как его партнеры в Австралии собрали физический "компьютер" и управляли экспериментами.
"Мы были парнями программного обеспечения," говорит Асперу-Гузик, "и они были парнями аппаратных средств."
В то время как современные суперкомпьютеры могут выполнить приблизительные моделирования простых молекулярных систем, увеличивая размер результатов системы в показательном увеличении во время вычисления. Квантовое вычисление было объявлено для его потенциала, чтобы решить определенные типы проблем, которые невозможны для обычных компьютеров расколоться.
Вместо того, чтобы использовать биты, маркированные как "ноль" и "один", чтобы закодировать данные, как в обычном компьютере, квантовое вычисление хранит информацию в qubits, который может представить и "ноль" и "один" одновременно. Когда квантовый компьютер помещен, чтобы воздействовать на проблему, он рассматривает все возможные ответы, одновременно устраивая ее qubits в каждую комбинацию "zeroes" и.
Так как одна последовательность qubits может представить много различных чисел, квантовый компьютер сделал бы гораздо меньше вычислений чем обычный в решении некоторых проблем. После того, как работа компьютера сделана, измерение ее qubits обеспечивает ответ.
"Поскольку классические компьютеры не измеряют эффективно, если Вы моделируете что-нибудь большее чем четыре или пять атомов - например, химическая реакция, или даже умеренно сложная молекула - это становится тяжелой проблемой очень быстро," говорит автор Джеймс Витфилд, научный сотрудник по химии и химической биологии в Гарварде. "Приблизительные вычисления таких систем обычно - лучшие химики, может сделать."
Aspuru-Guzik и его коллеги сталкивали эту проблему с концептуально изящной идеей.
"Если это в вычислительном отношении слишком сложно, чтобы моделировать квантовую систему, используя классический компьютер," говорит он, "почему бы не моделировать квантовые системы с другой квантовой системой?"
Такой подход, в теории, мог привести к очень точным вычислениям, используя фракцию ресурсы обычного вычисления.
В то время как много других физических систем могли служить компьютерной структурой, коллеги Асперу-Гузика в Австралии использовали информацию, закодированную в двух запутанных фотонах, чтобы провести их водородные моделирования молекулы. Каждый расчетный уровень энергии был результатом 20 таких квантовых измерений, приводящих к очень точному измерению каждого геометрического государства молекулярного водорода.
"Этот подход к вычислению представляет полностью новый способ обеспечить точные решения диапазона проблем, для которых обычная мудрость - то, что приближение - единственная возможность," говорит Асперу-Гузик.
В конечном счете, тот же самый квантовый компьютер, который мог преобразовать интернет-криптографию, мог также вычислить самую низкую энергию conformations молекул столь же сложных как холестерин.
Aspuru-Guzik и соавторы Гарварда Витфилда на бумаге Химии Природы - Иван Кэссэл, Иаков Д. Биэмонт, и Масуд Мохсени. Экономическая поддержка была оказана американским Армейским Исследовательским управлением и австралийскими программами Товарища и Центра повышения спортивного мастерства Федерации Научного совета. Aspuru-Guzik недавно получил поддержку от Управления перспективных исследовательских программ Молодая Программа Исследователя, Фонд Альфреда П. Слоана, и Камиль и Генри Дреифус Фундэйшн, чтобы преследовать исследование к практическим квантовым тренажерам.
Источник Истории:
Приспособленный от материалов, обеспеченных Гарвардским университетом, через EurekAlert!, обслуживание AAAS.
Ссылка Журнала:
- B. П. Лэнион, Дж. Д. Витфилд, Г. Г. Джиллетт, М. Э. Гогджин, М. П. Альмейда, я. Kassal, Дж. Д. Биэмонт, М. Мохсени, Б. Дж. Пауэлл, М. Барбири, A. Aspuru-Guzik & A. Г. Белый. К квантовой химии на квантовом компьютере. Химия Природы, 2010; ДОИ: 10.1038/nchem.483
Отметьте: Если никакому автору не дают, источник процитирован вместо этого.
Два Qubits В Действии,
Новом Шаге К Квантовому Компьютеру 
Мягкое прикосновение: Управление Поведением Квантовых
Точек 
Электронное Вращение, Вращаемое С Электрическим
полем 
Ученые Демонстрируют Квантовую Логику
Все-волокна 