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谷歌量子计算突破登Science封面!首次对化学反应进行量子模拟

2020年08月29日 10:30

今天,谷歌的量子计算机登上了Science封面,他们成功用12个量子比特模拟了二氮烯的异构化反应。

  

  这已经是谷歌量子计算机第二次登上顶级学术期刊封面了。

  去年10月,谷歌的量子计算机因为实现了“量子优越性”登上了Nature封面,仅用了200秒就解决了超算需要1万年才能求解的量子电路采样问题。

  这台量子计算机还能干什么?谷歌说过,能模拟化学分子。不到一年时间,他们就做到了。

  

  因为分子遵循的是量子力学,用量子计算来模拟也更为合理。只需更少的运算量和信息,就能计算出化学物质的性质。

  量子计算机模拟化学分子用处巨大。除了谷歌外,其他拥有量子计算技术的公司也在也研究,微软就是其中一员。

  上个月,微软发表了一篇文章,用量子计算帮助化学家寻找催化剂,将二氧化碳转化为甲醛。展示了量子计算与化学结合的应用前景。

  

  量子化学还是得用量子计算机

  薛定谔方程是量子化学的基础,也是化学分子遵循的基本规律,求出方程的解,就能得到物质的具体化学性质。

  但是求解薛定谔方程谈何容易,随着分子里原子数量的增多,解方程的运算量呈指数级增长。

  就拿化学里比较简单的苯分子(C6H6)来说,它只有12个原子,但是计算维度达到1044,这是任何超级计算机都无法处理的。

  

  为了简化求解过程,早在计算机出现之前,就有了一些近似方法,比如谷歌用到的“哈特里-福克方程”。但即使经过简化,运算量也是巨大的。

  更糟糕的是,在化学反应过程中,也就是化学键解离时,分子系统的电子结构会变得更加复杂,在任何超级计算机上都很难进行相关的数值计算。

  2018年,有人提出了一种新的量子算法,运算复杂度不再是指数增长,而是呈多项式增长,大大降低了运算难度。

  算法都具备了,就差一台合适的量子计算机。

  

  谷歌量子计算机模拟化学反应

  去年谷歌的Sycamore量子处理器实现了53个量子比特的纠缠,所以就用它来模拟几个简单的化学分子试试看。

  谷歌先计算6到10个氢原子组成的氢链的结合能。原始方法(下图中的黄色)效果一般,与VQE等算法结合后,量子计算机求得的结果与真实值几乎完全吻合。

  

  以上是化学分子的静态过程,接着,谷歌又用Sycamore模拟了一个简单的化学反应:二氮烯的异构化。

  

  二氮烯在顺式和反式之间跃迁的能隙是40.2毫哈特里,量子计算机给出的结果是41±6毫哈特里。

  虽然精确度上比前面模拟氢原子链要差不少,但谷歌表示,这是“第一次使用量子计算机预测化学反应机理”。

  本文的通讯作者Ryan Babbush说,虽然以上的结果不需要量子计算机就能模拟,但这项工作仍是量子计算向前迈出的一大步。

  未来可以将这种算法扩大规模,来模拟更复杂的反应。而要模拟更大分子的反应,还需要更多的量子比特。

  Babbush认为,总有一天,我们甚至可以使用量子模拟开发新的化学物质。


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2020年10月15日 10:04

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2020年05月09日 10:39

作为一枚合格的吃货,你不可能不知道租客惠的秘密吧?

就在某火锅品牌和某餐饮品牌忙着为涨价道歉的时候,某外卖平台又因高佣金提成上了热搜榜,一时间成为各行各业高度讨论的话题。4月10日,广东省33家餐饮协会表示某外卖平台在举国抗疫期间,依旧坚持高额佣金以及排除公平竞争的独家条款,让一众餐饮商家不堪重负,要求某外卖平台取消“独家合作限制”等垄断条款,降低外卖服务佣金等。在疫情期间,餐饮行业受到的影响较大,虽然很多城市都已经完全恢复了堂食,但是店内的客流量甚至还不到疫情之前的一半。外卖的需求量骤然增长,让诸多商家绝望的同时也看到新的希望。平台抽成太高是这次广东餐饮企业集体起诉某外卖平台的主要理由。据调查,一般的商家平台抽成佣金大概在20%左右,长期与平台合作的商家在16%左右,而新开的餐饮店则高达26%左右。不得不说,26%的佣金抽成确实很高。一家普通的餐饮店一单的利润大概在30%左右,如果某外卖平台真的是抽成26%,也就代表着商家把一半以上的利润给了外卖平台。疫情期间餐饮业受到的打击十分大,某外卖平台的佣金不断的提高对商家来说更是雪上加霜。对商家而言,入驻外卖平台自然是为了获取更多的收入,可是大多数的收入都被平台抽走,自然就导致了此次某外卖平台被联名进行投诉的局面。关于外卖平台佣金设置的到底合不合理,作为消费者我们自然不太清楚,但可以肯定的是,随着佣金的上涨,商家自然也要提高产品的价格,最终为佣金上涨买单的还是我们这些消费者。对此次联名投诉的事件,某外卖平台也就此做出了回应。表示,并不是外界想象和传言的那样。2019年自己也才刚实现收支平衡,第四季度每单的利润仅2毛钱,真的暴利的话,也不会连续5年的时间都在亏损。并且八成的商家佣金是在10%-20%之间,并不是市场上所说的20%及以上。而且平台的大多数收入都用于了平台维护和配送方面。关于此次的回应是真是假,我们不知道。本以为疫情之后,会暴发一轮消费狂潮,如今看来,餐饮商家寄予厚望的报复性消费,能不能实现还是一个未知数。仔细一想,确实,2020年的一场疫情,很多人不是被裁员失业就是薪资减半停止了主要经济来源,但车贷、房贷、信用卡、花呗等又不能停,银行卡里本就因为疫情而捉襟见肘,再加上各大企业纷纷涨价,据消费者称,某火锅品牌一碗米饭七元,调料10元/人,消费者纵使想消费,面对高昂的价格,也要望而却步了。对商家来说,涨价并不是万能的,企业不断尝试消费者底线的后果就是像某火锅品牌和某连锁餐饮品牌一样,惹怒消费者,最后道歉,就算最终价格下降,但在消费者的心理,对品牌的好感度怕是要一落千丈了。面对外卖平台的高昂抽成和疫情之后消费骤减,作为商家该如何自救?身为消费者的我们又该如何实惠消费?不妨寻找更多的一个合作平台,比方说“租客惠”。“租客惠”是租客网旗下一个专门为商家和消费者带来优惠的项目。作为消费者,在吃喝玩乐之前,可以先在租客惠中领取优惠券再下单,即可享受最低价!没钱也可以过“潇洒”的生活。作为对商家,入驻“租客惠”,可以借助租客网平台的大流量,实现商家营业额的增长和知名度,最重要的是入驻租客惠没有高额的佣金抽成哦~疫情之后,企业想快速回笼资金可以理解,但是受到疫情影响的不仅仅是企业,每一个人都受到了不同的影响,希望企业在考虑自身的同时也考虑下作为消费者的我们。

2020年04月22日 13:48