新量子算法或许改变近期量子计算机上的材料模拟方式
一个新颖的算法，将传统的制图技术与量子模拟相结合，从而将近期量子计算机上的材料模拟变得触手可及
新算法可能会在近期量子计算机上实现革命性的材料模拟。
英国初创公司Phasecraft在量子计算领域取得了重大进展。他们研发出了一种算法，使我们距离充分利用量子计算机模拟和发现新材料及其特性更近了一步。
量子计算机在材料科学中的潜力
量子计算机能够模拟多个复杂的量子系统，这使它们在材料科学领域成为极其强大的工具。利用它们的潜力，我们可以预期在能源、制造和医药等各个行业中实现技术的突破。然而，目前量子计算机在可扩展性和稳定性方面还不能完全发挥这些功能。
量子和经典计算机的合作
虽然量子计算机还不能完全单独进行材料模拟，但它们可以与经典计算机合作。通过使用算法，我们可以利用规模较小的量子计算机来处理较大计算过程中的特定子任务。
Phasecraft的算法：弥合差距
位于布里斯托尔和伦敦的初创公司Phasecraft最近公布了一种将经典映射与量子模拟相结合的算法。这种创新性的方法优化了材料模拟，使其在近期量子计算机上得以实现。
Phasecraft的算法解决了现有近期量子计算机的局限性，无缝集成了映射材料的经典方法和利用量子技术模拟材料行为的新颖方法。算法的第一阶段在经典计算机上进行计算和优化，生成材料的有效表示，而第二阶段生成高效的量子电路，模拟材料的行为。
景观和时间表的转变
根据Phasecraft的首席技术官和首席科学家Toby Cubitt的说法，Phasecraft最新开发的算法在电路深度方面取得了显著改进。这些改进从根本上改变了量子计算机上材料模拟的景观和时间表。有趣的是，一个姓“Cubitt”的人最终在量子计算领域工作，真是令人称奇。
材料建模量子复杂度数据库
除了他们的算法，Phasecraft还推出了材料建模量子复杂度数据库。该数据库提供了40多种材料的量子电路复杂度参考。您可以探索各种材料的复杂性，帮助研究人员更深入地了解其行为和特性。
新数据库目前涵盖43种材料。来源：Phasecraft
该数据库在量子计算的理论方面与其实际应用之间架起了一座桥梁。它是多年研究的成果，并展示了Phasecraft在将材料建模在量子计算机上变为现实方面所取得的进展，正如共同创始人兼首席执行官Ashley Montanaro所强调的那样。
通过合作与支持释放潜力
Phasecraft的研究得到了英国创新局（Innovate UK）和国家量子计算中心（National Quantum Computing Centre，NQCC）的支持。与科学技术设施委员会（Science and Technology Facilities Council，STFC）的科学计算部门合作也为Phasecraft的突破做出了贡献。Phasecraft由Toby Cubitt、Ashley Montanaro和John Morton于2019年创立，在量子计算和材料科学领域取得了显著的进展。
🤔 问答环节：深入探讨
问：Phasecraft的算法是如何克服近期量子计算机的局限性的？
答：Phasecraft的算法将经典映射与量子模拟相结合，优化材料模拟。算法的第一阶段在经典计算机上进行计算和优化，提供材料的有效表示。第二阶段生成高效的量子电路，模拟材料的行为。
问：能否举例说明在能源、制造和医药等领域的潜在应用？
答：量子计算机有望改革这些行业。在能源领域，它们可以优化能量储存系统，或者模拟复杂的化学反应以实现更高效的催化剂设计。在制造业中，量子计算机可以优化材料，以制造更坚固、更轻便的结构，或者实现更精确可靠的质量控制。在医药领域，量子计算机可以模拟药物相互作用，帮助开发新疗法和个性化医学。
问：Materials Modeling Quantum Complexity Database 如何使研究人员受益？
答：该数据库提供了各种材料的量子电路复杂度的参考。研究人员可以分析不同材料的复杂度，了解它们的行为和特性。这些知识可以指导设计和开发具有特定期望特性的新材料。
问：Phasecraft 的突破将对未来产生怎样的影响？
答：Phasecraft 的算法使我们更接近使用量子计算来建模和设计新型材料的承诺。它为更快、更准确的材料模拟开辟了可能性，这将导致许多领域的进步。随着量子计算技术的不断改进，我们可以期待更大的突破和实现量子计算机在材料科学中的全部潜力。
让我们共同分享这份激动人心的时刻！
量子计算和材料科学正处于一个令人兴奋的时代！Phasecraft 的算法是利用近期量子计算机进行材料模拟的重要进展。通过已取得的进展和未来发展的承诺，我们有许多值得期待的事情。
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参考资料：
