Phasecraft开发的材料模拟新方法,可以显著减少量子硬件资源的使用

企业动态 量科网 2021-07-30 08:37

实现更好的能源技术是全球研发工作中最重要的挑战之一,由于Phasecraft开发了一种高效和准确的材料模拟新方法,我们可能离解决这一挑战又近了一步。

在美国物理学会《Physical Review B》期刊上的一篇论文中,研究人员提出了一种模拟费米子粒子(如电子)的新技术,这种技术能显着减少了执行模拟所需的量子硬件资源。

共同领导这项研究的高级量子科学家Joel Klassen解释说:“量子计算最令人兴奋的潜在应用之一是模拟材料等物理系统。使用量子计算机这样的新工具可以更好地了解自然世界的运作方式,它们往往会带来巨大的技术突破。我们的研究成果减少了执行这些模拟所需的资源,能让该应用更接近于现实。”

Phasecraft该研究团队的成员之一、伦敦大学学院的博士候选人Charles Derby评论道:“化学和材料科学等许多重要领域都关注物理系统中费米子粒子的动力学——以电子的形式。众所周知,费米子很难在普通计算机上模拟,因此能够在量子设备上有效地模拟它们将为解决这些研究领域中的难题提供一条更快的途径,例如了解高温超导性或提高化学反应效率。”

Charles Derby说:“我们对费米子的紧凑表示优于所有以前的表示,这种技术将存储器使用和算法大小分别提高了至少25%。这是在近期量子计算机上实现实际科学应用的重要一步。”

尽管近年来量子硬件有了显着改进,但现有设备仍然有限且容易出现错误,并且硬件的功能与软件所需的资源之间存在差距。Phasecraft的这种新建模技术不仅有助于缩小这一差距,而且还具有能够检测(并可能有助于解决)计算中的错误这一额外优势。

基于这些发现,Phasecraft的研究人员现在正在进行小规模实验,以演示量子硬件上这些资源的改进和错误缓解方法,并与成熟的行业合作伙伴合作探索如何将它们应用于电池材料模拟。

Phasecraft的顾问、这项研究的贡献者之一的Johannes Bausch解释说:“这种新方法的另一个引人注目的部分是集成到费米子编码中的错误检测和缓解,这对于近期的嘈杂量子硬件来说尤其重要。”

Phasecraft联合创始人同时也是该研究的贡献者的Toby Cubitt说:“在Phasecraft,我们的目标是加快实现量子优势的时间表。这项新研究延续了我们在创建紧凑、资源高效、容错的软件方面的开创性成就,这种软件专为近期量子硬件的有限容量而设计。通过开发这些针对局限量子硬件的新技术,Phasecraft可能会在能源效率和储能、化学等方面实现潜在的突破。”(编译:Qtech)