Они опубликовали свой метод удаления посторонней информации из квантово-химических расчетов в сентябре. 17 в качестве продвинутой онлайн-статьи в Physical Chemistry Chemical Physics, журнале Королевского химического общества.
«Одним из наиболее ожидаемых приложений квантовых компьютеров является моделирование электронной структуры атомов и молекул», – сказали авторы статьи Кенджи Сугисаки, преподаватель, и Такеджи Такуи, почетный профессор кафедры химии и молекулярных материаловедения Высшей школы естественных наук Университета Осаки.
Квантово-химические расчеты повсеместно используются в научных дисциплинах, включая разработку фармацевтической терапии и исследования материалов. Все расчеты основаны на решении уравнения физика Эрвина Шредингера, в котором используются электронные и молекулярные взаимодействия, которые приводят к определенному свойству для описания состояния квантово-механической системы.
«Уравнения Шредингера управляют любым поведением электронов в молекулах, включая все химические свойства молекул и материалов, включая химические реакции», – сказали Сугисаки и Такуи.
На классических компьютерах такие точные уравнения потребовали бы экспоненциального времени. На квантовых компьютерах такая точность возможна в реальном времени, но, по их мнению, требует «очистки» во время вычислений, чтобы получить истинный характер системы.
Квантовая система в определенный момент времени, известная как волновая функция, обладает свойством, описываемым как спин, который представляет собой сумму спина каждого электрона в системе.
Из-за аппаратных сбоев или математических ошибок могут быть неправильные вращения, информирующие о вычислении вращения системы. Чтобы удалить эти “ спиновые примеси ”, исследователи реализовали алгоритм, который позволяет им выбирать желаемое квантовое число спина. Это очищает спин, удаляя загрязнения во время каждого расчета – впервые, по их словам, на квантовых компьютерах.
«Квантово-химические расчеты, основанные на точном решении уравнений Шредингера для любого поведения атомов и молекул, могут позволить предсказывать их физико-химические свойства и полную интерпретацию химических реакций и процессов», – заявили они, отметив, что это невозможно с доступными в настоящее время классическими компьютерами. и алгоритмы. "Настоящая статья дала решение путем реализации квантового алгоритма на квантовых компьютерах."
Затем исследователи планируют разработать и реализовать алгоритмы, предназначенные для определения состояния электронов в молекулах с одинаковой точностью как для возбужденного, так и для основного состояния электронов.