Vědci z IBM vyvinuli nový způsob simulace molekul na kvantovém počítači.
V rámci náročné simulace molekulární struktury hydridu berylnatého (BeH2) – největší molekuly, která kdy byla simulována na kvantovém počítači – úspěšně použili sedmiqubitový kvantový procesor. Výsledky ukazují, že v krátkodobém horizontu by kvantové systémy mohly přinést hlubší porozumění složitých chemických reakcí a jejich následné praktické využití.
Vědecký tým dokázal implementovat nový algoritmus, který lze efektivně aplikovat na množství kvantových operací nezbytných pro příslušnou simulaci. S využitím šesti qubitů sedmiquibitového procesoru byli schopni změřit nejnižší stav energie u hydridu berylnatého. Tato hodnota je přitom klíčová pro pochopení chemických reakcí. Ačkoliv je tento model BeH2 možné simulovat i na klasickém počítači, má metoda vyvinutá společností IBM daleko vyšší potenciál využití i při zkoumání větších molekul, na něž klasické výpočetní metody nestačí. Výsledky současného výzkumu byly publikovány v časopise Nature mezi hlavními články.
Vývojáři a uživatelé IBM Q experience mají nyní přístup k Jupyter Notebooku, který je určený pro kvantovou chemii. Díky němu si mohou vyzkoušet schopnosti kvantových počítačů v oblasti simulování molekul. Open source Jupyter Notebook pro kvantovou chemii (volně dostupný přes QISKit github repo) umožňuje uživatelům otestovat metodu simulace základního stavu u malých molekul, jako jsou například vodík nebo hydrid lithný.
Projekt IBM Q experience spustila společnost IBM před více než rokem, když do cloudu umístila volně přístupný výkonný pětiqubitový kvantový počítač. Nedávno přidala beta přístup k vylepšené verzi se 16qubitovým procesorem.
„Tým IBM provedl úžasnou sérii rekordních pokusů, když se jim podařilo na kvantovém počítači simulovat největší molekulu. Díky tomu jsme na cestě k oborovému převratu. Ten nastane tehdy, když budou kvantové počítače schopny provádět numericky přesné chemické simulace – tedy pravděpodobně až budeme mít k dispozici opravu chyb a velký počet logických qubitů,” uvedl profesor chemie na Harvardově univerzitě Alán Aspuru-Guzik.
