Google量子團隊以量子蒙地卡羅方法進行化學模擬達成創舉

Google量子團隊以量子蒙地卡羅方法進行化學模擬達成創舉

孫欣|特約編輯 (臺灣大學化學系研究助理)

今年三月初,Google量子人工智慧實驗室(Quantum AI Lab),創下了以量子電腦進行化學系統模擬之紀錄。該研究採取了一種基於隨機抽樣的化學演算法(量子蒙地卡羅法,Quantum Monte Carlo),並經過量子電腦進行加速之後,用來計算分子的能量。實驗除了成功預測了分子的強關聯電子狀態之外,也在模擬系統的大小上創下了迄今最大的紀錄。該研究並開創性地提出了一個既現有的量子相位估計(Quantum Phase Estimation),以及量子變分求解器(Variational Quantum Eigensolver)之外,更適合用來在有雜訊的量子電腦上模擬化學系統的演算法。分子能量的計算在研究化學反應、藥物開發等等領域都扮演著關鍵的角色,因此此一突破代表量子電腦的實際應用又向前邁出了一步。

Google量子團隊以量子蒙地卡羅方法進行化學模擬達成創舉
實驗採用之量子電路圖
量子電腦經過狀態初始化之後進行參考狀態製備以及量子顯影術,所得到的資料同步回傳傳統電腦進行分子能量計算。

資料來源

  1. 研究團隊發表於Nature之研究論文https://www.nature.com/articles/s41586-021-04351-z
  2. 研究團隊於2021年Google量子研討會錄製之解說短片 https://www.youtube.com/watch?v=pTHtyKuByvw

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