IBM量子计算机商业化突破：发现模拟分子的新方法

安妮 编译自 Bloomberg 量子位 出品 | 公众号 QbitAI

今天，IBM的研究人员宣布了一种在量子计算机上模拟分子结构的新方法，这项研究还上了科学期刊《Nature》的封面。

研究论文也于今天刊登在《Nature》上，由Abhinav Kandala，Antonio Mezzacapo，Jerry M. Chow & Jay M. Gambetta 等7人合作完成。论文中称，这种新方法能解决目前最强大的超级计算机都无法解决的化学和电磁学领域的复杂问题。

△ 《Nature》封面图

IBM的这台量子计算机这么厉害？

了解分子的能量状态是理解化学反应的关键，在论文中，IBM研究人员用量子计算机推导氢化铍（BeH2）分子的最低能量状态。

虽然超级计算机也可推导氢化铍的最低能态，但由于变量数量超过了它们的计算能力，因此这些技术还不能用来分析大分子。

因此，IBM的研究人员利用量子计算机计算能力的优势创建了一种新算法，具有对大分子进行类似运算的潜力。

目前量子计算机存在很多问题，比如随着分子量的大小，分析的准确率会降低。在IBM的实验中，出错率在2%到4%之间，IBM量子计算实验室主任Jerry Chow在接受采访时表示。

哈佛大学化学教授Alan Aspuru-Guzik表示，除非量子计算机的计算错误能被完全纠正，则它们的价值会很有限。

“当量子计算机能够以精确的方式进行化学模拟实验，在我们纠正错误和大量逻辑量子位元（Logical Qubits）时，这个领域最可能会被打乱。”Aspuru-Guzik在一次发言中说。他说，用量子计算机做研究可能会促进新药或新有机材料的发现。

△ IBM的量子计算机

在传统计算机中，信息是以二进制单元或字节存储的，一个字节可以是0或者1。量子计算机与传统计算机不同，它借助量子力学特性的特性，利用量子比特或量子位来处理信息。在这里，一个量子位可以同时为0或1，也可以是0到1之间的任意数字。

除了上述特点外，在传统的计算机中，每个逻辑门都独立运行；在量子计算机中，量子位之间相互影响，在理论上说这让量子计算机比传统计算机更高效地解决问题。

IBM在《Nature》上提到的量子计算机由超导材料组成的7个量子位。在试验中，6个量子位被用来映射氢化铍分子中6个电子的状态。量子计算机和提供单一且精确答案的传统计算机不同，它必须运行数百次计算后，计算的平均结果为最终答案。

△ 目前IBM研究人员在特制的7个量子位的处理器上成功使用了6个量子位

Chow表示，他的团队目前正在努力提高量子计算机的速度，将计算速度从秒降低到微秒，他们还在研究如何降低错误率。

最后，附《Nature》上论文链接：

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23879.html?foxtrotcallback=true

及IBM的官方介绍：

https://www.ibm.com/blogs/research/2017/09/quantum-molecule/