Zapata与赫尔大学研究人员合作,用量子计算帮助寻找外星生命

企业动态 量科网 2021-10-06 14:26

虽然量子计算离在日常生活中普遍存在可能还需要许多年,但这项技术已经被用于在深空中帮助寻找外星生命。量子软件公司Zapata Computing正在与英国赫尔大学进行合作研究,以评估Zapata的Orquestra量子工作流平台,并增强旨在检测深空生命特征的量子应用程序。

赫尔大学分子物理和天体化学高级讲师David Benoit博士表示,评估不是对特征的受控演示,而是一个涉及真实世界数据的项目。他说:“我们正在研究Orquestra在使用量子计算提供典型现实生活数据的实际工作流中的表现。在这个项目中,我们的目标是获得真正有用的数据,而不是功能演示。”

在团队发布研究分析之前,评估将持续八周。双方表示,预计这将是Zapata与赫尔大学之间在量子天体物理学应用方面多项合作中的第一项。消息传出之际,包括谷歌、IBM、亚马逊和霍尼韦尔在内的几家量子计算机巨头将参加有拜登政府主办的白宫量子技术论坛,将讨论量子计算不断发展的用途。

Benoit说,在某些情况下,研究人员已经转向量子计算来解决经典计算机需要很长时间才能完成的项目,赫尔大学也正处于类似的情况。

他进一步解释说:“设想的测试仍然是经典计算机可以做的事情,但是获得解决办法所需的计算时间具有阶乘缩放,这意味着较大规模的应用可能需要数天/数月/数年才能完成。量子对应物能够以次因子方式(潜在的四次缩放)解决这些问题。但这并不意味着它对所有系统都更快,只是大型系统的计算工作量大大减少。在这个应用中,我们的目标是采用一种可扩展的方式来执行精确计算,而这正是我们可以使用量子计算机获得的。”

Zapata的一份声明指出,2016年,麻省理工学院的研究人员提供出了一份包含14000多种分子的清单,这些分子可能表明遥远系外外星大气中存在生命迹象。然后,目前人们对这些分子如何受附近恒星产生的红外辐射影响而振动和旋转知之甚少。赫尔大学正在尝试使用分子旋转和振动的新计算模型建立一个可检测生物特征的数据库。

尽管容错和纠错仍然是量子计算模型的挑战,但Benoit表示,研究人员并不关心这些嘈杂中型量子(NISQ)设备的性能。

他说:“我们的方法实际上是利用噪声/错误的统计性质来尝试获得准确的答案,因此我们认为结果有噪声这一事实是有用的。显然,纠错效果越好或设备噪声越小,结果就越好。然而,使用Orquestra使我们能够切换到潜在的平台,而无需重新实现大部分代码,这意味着随着更好的硬件出现,我们可以轻松的使用它进行计算。”

Benoit解释道,Orquestra将帮助研究人员从NISQ设备中产生有价值的见解,并且研究人员可以使用这些NISQ设备构建应用程序,并能够利用未来更强大的量子设备。结果应该是对定义原子与原子相互作用的关键变量——电子相关性——进行极其准确的计算,从而可以提搞科学家探测太空中生命组成部分的能力。这点尤其重要,因为即使是简单的分子(如氧或氮)也有复杂的相互作用,需要非常准确的计算。(编译:Qtech)