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德国科思创与量子计算公司合作探索化学新材料

  在化学制造和材料科学行业中,微观系统的变化甚至可以对行业的宏观发展产生重要影响。因此,计算化学家致力于研究微观结构,比如太阳能电池板中的微观结构。电子如何通过太阳能电池板的细微变化可能意味着效率的提高,太阳能发电厂每年发电量可能因此增加百万瓦特(megawatts)。而在一个催化剂的化学反应中,几个分子的差异可能意味着反应能够在低于原本温度的条件下发生,这就可能为化工制造商节省数千乃至数百万美元成本。

  前述微观化学反应的挑战在于,科学家必须在量子水平上进行研究,其复杂的计算程度难以在超级计算机上进行处理。因此需要通过量子计算,借助量子力学特性来加强计算和模拟能力。

  “在量子计算机上进行量子化学模拟具有天然优势。”QC Ware化学模拟负责人Rob Parrish表示量子计算机具有“映射”能力,可以在一个量子系统中更好地模拟另一个量子系统。

  去年,两家公司针对工业应用中的分子反应类型模拟,共同展开建模研究。相关研究包括两篇论文,均发表于arXiv,尚未经同行评议。一篇展示了如何使用更少的量子计算资源进行模拟,另一篇则提出了一种计算能量梯度的新方法,用于模拟化学过程。

  Parrish认为目前现有的量子计算硬件还无法运行一些大型模拟任务,但此次合作目的是开发软件和算法,以应对未来的大规模化学模拟工作。

  科思创希望短期内,老k棋牌将量子计算应用到依赖催化反应的化学制造过程中,即通过正在开发的量子硬件来进行模拟,以形成更高效的工艺,减少浪费。Heinemann表示,“这意味着更多产量,以及我们生产的产品中化学反应的质量更高,工厂的能源消耗更少。”

  科思创和QC Ware下一阶段的目标是寻找可循环制造的可能性。科思创预计,全球将出台更多立法,旨在绿色回收聚合物和其他材料,而不是将其扔在垃圾填埋场或进行焚烧。“我们认为,量子计算技术可以在其中发挥关键作用。”(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)

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