Google的科学家揭示了一种新的“量子模拟 ”方法 ，该方法使用计算能力来模仿强大的量子系统的行为。他们认为 ，这种方法可能导致 量子计算机 这可以在五年内超过超级计算机，并导致 药物发现和电池开发的突破 。
量子仿真是计算机模拟物理过程和大量子系统（例如复杂分子）的过程 。本质上 ，工程师模拟了由量子物理学效应主导的物理过程。
但这很难使用古典计算机 ，因为您必须对每个粒子与其他粒子的相互作用进行建模 。由于亚原子粒子同时存在多个状态并且可以互相纠缠，因此这些计算的复杂性很快就会在您扩展所涉及的粒子数量时迅速 。
反而 ， 科学家正在转向量子计算机 ，其行为已经受到法律的控制 量子力学，解决问题。因为量子物理是内置的 ，这些系统的工作方式 。如果是 Qubits 被纠缠或以正确的方式链接在一起 ，它们可以模仿更大的量子系统，而无需明确计算系统演变的每个步骤 。
那就是“量子模拟 ”发挥作用的地方。量子模拟有两种类型 。数字仿真使研究人员可以通过串联和解开不同的量子配对（两个纠缠量子台）的纠缠和串联串联来选择性地旋转量子状态 。同时，模拟模拟速度更快。这涉及一次纠缠一个系统上的所有量楼；但是 ，由于粒子可能容易出错 ，因此这增加了模拟输出变成毫无意义的噪声的风险。
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2月5日在《杂志》上发表的一项研究中概述了量子模拟的新方法 自然 ，通过将数字模拟和模拟模拟混合到单一的多阶段方法中来利用这两种选项 。
这种“混合”方法始于数字模拟层 ，科学家使用系统的灵活性来准备每个量子对的初始量子状态＆mdash＆mdash;选择最相关的位置 。接下来，该过程切换到模拟模拟 ，该模拟可以演变为科学家想要研究的特定量子。
最后 ，该过程切换回数字模拟，以微调和探测量子状态以解决正在模拟的物理学中最有趣的问题 。
这项新的研究意味着 ，量子计算机在未来五年内可能会在实际环境中胜过常规超级计算机 ， Hartmut NevenGoogle Quantum AI的创始人和负责人在电子邮件的声明中说 。时间的估计差异很大，其中一些表明这可能远至20年或在接下来的夫妇中可以实现。
科学家已经证明了Google的量子计算芯片 ，包括 无菌 和新发行的 柳 ，可以胜过最强大的超级计算机＆mdash;但是到目前为止，仅用于基准测试 。为了在实际情况下实现至高无上的地位，科学家说 ，他们必须在校准和控制准确性方面进一步改进 ，并改善硬件 。他们还需要确定可以通过量子模拟解决两者的问题，并且太复杂而无法使用经典计算机解决。
但是 ，新的混合研究使当今的量子计算机能够提高最快的超级计算机的功能 。而且 ，这种混合方法已经被利用，可以做出新的科学发现 ，Google科学家在测试他们的新方法方面取得了成就 。例如 ，在磁铁的行为中，Google科学家解决了有关磁铁在冷却到极低温度时的行为的问题 ，以及能量如何从热零件流向冷零件。
混合方法也用于表明 kibble-zurek机制 （KZM）＆mdash;一个广泛考虑的模型 ，可预测材料中的缺陷形成的位置；并非总是如此 。取而代之的是，新的混合模拟揭示了全新的物理学 。科学家说 ，这是混合方法量子模拟可以解决的一种例子。
