量子化學將量子力學簡化成一些泛函概念

最近這幾年工業界的量子計算需求與日俱增,同時對於量子計算的採用引入了一定的門檻。比如deepquantumcomputinginfrastructures(dc),量子計算正在逐漸變成巨頭的搶奪戰,資本家紛紛湧入,推動量子計算產業進入成熟階段。量子計算沒有替代傳統計算的跡象量子計算是在量子位元的情況下,選擇一種新的演算法。

量子化學將量子力學簡化成一些泛函概念

這樣就有幾個優勢:(1)傳統計算中存在非常多的演算法,而量子計算只要改變數子位元的狀態,就可以得到新的演算法。(2)量子計算所需算力比傳統計算少得多,雖然大部分傳統計算機在這方面落後於量子計算,但也有幾種演算法可以滿足量子計算的要求。(3)量子計算可以快速迭代,快速啟動,快速提升算力。從上面這三點上看,量子計算正在漸漸替代傳統計算機,最顯著的就是量子計算可以在很短的時間內提升計算效能。從發展階段來看,傳統計算機進入前期的模擬效能空白階段,ncxpasic系統可以加速這一過程,所以大多數大公司瞄準了ncxp,迅速推進了量子計算系統的研發。

量子化學將量子力學簡化成一些泛函概念

未來應用裡又將有一個發展方向,也是工業界可以獲取一定利益的。發展中的量子計算特別是量子化學量子化學需要用到很多量子物理和計算機工程知識,最近也只能算是由於量子計算進展過慢而被稍稍領先,最大的挑戰是它不像傳統計算機領域存在可以頻繁嘗試的機會。量子化學目前最大的應用在於臨床藥物合成。但量子化學提高效率的本質目的,並不是實現對化學藥物的編碼,而是解決量子粒子資訊的問題。現在的量子化學很多隻是在回答量子資訊的問題,而在探討解決量子資訊的問題,是解決不了的,因為量子化學根本沒有人能夠系統性、系統化地解決量子化學中困惑的問題。以前量子化學使用的基礎都是經典微分方程,也就是量子力學模型。

量子化學將量子力學簡化成一些泛函概念

量子化學將量子力學簡化成一些泛函概念,依舊還是屬於數學範疇,是用量子位元來演算,依舊依靠經典工具來進行量子計算。不同量子位元的狀態來演算量子資訊。量子化學最大挑戰在於將量子力學簡化成了微分方程,從量子力學狀態來研究一個整體量子系統的性質。可以預見,單個的量子位元也一定會在量子計算中扮演角色,獲得某種程度上的靈活性。但是這種靈活性可能不像量子化學那樣,完全依靠量子力學,也不像量子最佳化那樣依靠工程特徵。人們對量子化學有不同的估計理論,這可能對量子化學的發展有不同的影響。或許量子化學會進一步泛化,可以用量子最佳化(比如量子內部不同頻道之間的量子最佳化),去研究單個的量子位元量子資訊。