英國研究人員利用量子計(jì)算機(jī)提高電池和太陽能電池效率
研究人員與量子初創(chuàng)公司Phasecraft和 Google Quantum AI 合作,研究人員的量子計(jì)算算法揭示了電子系統(tǒng)的特性,這些特性可以使一系列綠色技術(shù)更加環(huán)保。
這一突破標(biāo)志著在使用量子計(jì)算機(jī)來識(shí)別經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法解決的強(qiáng)相關(guān)電子系統(tǒng)的低能特性方面取得了重大進(jìn)展。
他們的新算法是第一個(gè)能夠在量子計(jì)算機(jī)上觀察 Fermi-Hubbard 模型的基態(tài)特性的算法——該模型可以將寶貴的信息揭示為材料的電子和磁性特性。
研究論文“在量子計(jì)算機(jī)上使用可擴(kuò)展算法觀察費(fèi)米-哈伯德模型的基態(tài)特性”發(fā)表在《自然通訊》上。
什么是費(fèi)米-哈伯德模型?
以這種方式對(duì)量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模具有許多潛在的好處,例如有助于設(shè)計(jì)可用于設(shè)計(jì)更有效的電池和太陽能電池甚至高溫超導(dǎo)體的新材料。然而,實(shí)現(xiàn)這樣的壯舉甚至超出了世界上最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)的能力。
Fermi-Hubbard 模型被公認(rèn)為是近期量子計(jì)算機(jī)的領(lǐng)先基準(zhǔn),因?yàn)樗亲詈唵蔚牟牧舷到y(tǒng),包括超越經(jīng)典方法所獲得的非平凡相關(guān)性。產(chǎn)生費(fèi)米-哈伯德模型的最低能量(基)狀態(tài)允許用戶計(jì)算模型的重要物理特性。
將量子計(jì)算推向前所未有的水平
以前,專家們只能設(shè)法在量子計(jì)算機(jī)上解決小型、高度簡化的 Fermi-Hubbard 實(shí)例。通過利用一種新的高效算法和先進(jìn)的錯(cuò)誤緩解技術(shù),他們進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)比以前記錄的任何實(shí)驗(yàn)都要大四倍,包含的量子門多十倍。
布里斯托大學(xué)量子計(jì)算教授、Phasecraft 聯(lián)合創(chuàng)始人 Ashley Montanaro 評(píng)論說:“本實(shí)驗(yàn)中的 Fermi-Hubbard 實(shí)例代表了使用量子計(jì)算機(jī)解決現(xiàn)實(shí)材料系統(tǒng)的關(guān)鍵一步。
“我們成功開發(fā)了第一個(gè)真正可擴(kuò)展的算法,任何人都成功地為費(fèi)米-哈伯德模型實(shí)施了該算法。這特別令人興奮,因?yàn)樗砻魑覀儗⒛軌驍U(kuò)展我們的方法,以便隨著硬件的改進(jìn)利用更強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)?!?
Google AI 量子算法負(fù)責(zé)人 Ryan Babbush 表示:“我們很高興看到由 Phasecraft 設(shè)計(jì)和執(zhí)行的這個(gè)實(shí)驗(yàn),它代表了迄今為止最大的數(shù)字費(fèi)米子模擬之一,也是迄今為止最大的變分算法之一。在谷歌的量子計(jì)算硬件上。他們方法的可擴(kuò)展性源于在近期量子硬件的錯(cuò)誤緩解和算法編譯方面的最新技術(shù)?!?
該論文的主要作者 Phasecraft 的高級(jí)量子工程師 Stasja Stanisic 總結(jié)道:“這個(gè)實(shí)驗(yàn)代表了一個(gè)新的里程碑。它告訴我們,當(dāng)我們應(yīng)用可用的最佳算法技術(shù)時(shí),今天的量子計(jì)算機(jī)能夠做到什么。我們可以在這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)上為當(dāng)今的設(shè)備開發(fā)更好的算法和更好的現(xiàn)實(shí)問題編碼?!?
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【本文標(biāo)簽】 英國研究人員利用量子計(jì)算機(jī)提高電池和太陽能電池效率 晶光華有源無源晶振 晶光華VCXO壓控晶振 晶光華差分晶振 晶光華石英晶振 晶光華音叉晶振 32.768KHz
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