自旋清理方法使实用的自旋量子计算机更接近现实

量子计算机是先进研究技术的新领域，具有潜在的近现应用，例如执行关键计算，自旋保护金融资产或预测药物的清理分子行为。大阪市立大学的使实算机实研究人员现已解决了一个阻碍大型量子计算机实际使用的重大问题：精确的原子和分子行为预测。

他们于9月17日发表了他们的量计方法，从量子化学计算中删除多余的更接信息，这是近现《皇家化学学会》期刊《物理化学化学物理》上的高级在线文章。

论文的自旋作者，大阪市立大学理学研究科化学与分子材料科学系名誉教授杉崎贤二(Kenji Sugisaki)和名誉武雄竹治(Takeji Takui)说：“ 量子计算机最令人期待的清理应用之一是原子和分子的电子结构模拟。” 。使实算机实

量子化学计算在包括药物疗法开发和材料研究在内的科学学科中无处不在。所有的计算都基于求解物理学家欧文·薛定s的方程，该方程使用电子和分子相互作用，产生特定的性质来描述量子力学系统的状态。

Sugisaki和Takui说：“薛定ding方程控制着电子在分子中的任何行为，包括分子和材料的所有化学性质，包括化学反应。”

在经典计算机上，这样的精确方程式将花费指数时间。在量子计算机上，这种精确度在现实时间内是可能的，但是据他们说，在计算过程中需要“清理”以获得系统的真实性质。

量子系统在特定的时间点(称为波函数)具有称为自旋的性质，它是系统中每个电子自旋的总和。由于硬件故障或数学错误，可能存在不正确的自旋，从而通知了系统的自旋计算。为了去除这些“自旋污染物”，研究人员实施了一种算法，允许他们选择所需的自旋量子数。这样可以纯化自旋，从而在每次计算过程中去除污染物，据他们称，这是量子计算机上的首次。

他们说：“基于精确求解薛定any方程的原子和分子的任何行为进行的量子化学计算，可以预测其物理化学性质，并对化学反应和过程进行完整的解释。”和算法。“本文通过在量子计算机上实现量子算法给出了解决方案。”

研究人员下一步计划开发和实施旨在确定分子中电子状态的算法，而激发态或基态电子的精度相同。

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