Как квантовые компьютеры помогают исследовать полимеры

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Оффтопик

Квантовые компьютеры — это новая технология, которая обещает решать задачи, недоступные для классических компьютеров. Одна из таких задач — это моделирование полимерных материалов, которые играют важную роль в биологии и материаловедении. Полимеры — это длинные цепочки молекул, которые могут образовывать различные структуры и свойства в зависимости от того, как они скручиваются и связываются друг с другом. Например, ДНК — это полимер, который хранит генетическую информацию в виде спиральной лестницы. Симуляция полимеров на классических компьютерах требует большого количества вычислительных ресурсов, особенно если полимеры плотно упакованы или имеют большой размер.

Автор: Bing image creator

Недавно опубликованное исследование в журнале Science Advances показывает, как квантовые компьютеры могут быть использованы для открытия новых свойств полимерных систем. Исследовательская группа, состоящая из Кристиана Микелетти и Франческо Слонго из SISSA в Триесте, Филиппа Хауке из Университета Тренто и Пьетро Фаччиоли из Университета Милано-Бикокка, использовала математический подход, называемый QUBO (от англ. Quadratic Unconstraint Binary Optimization), который идеально подходит для специфических квантовых компьютеров, называемых «квантовыми аннигиляторами». Этот подход позволяет сформулировать задачу моделирования полимеров в виде поиска минимальной энергии в системе двоичных переменных, которые соответствуют различным конфигурациям полимерных цепочек. Квантовые аннигиляторы способны эффективно находить такие минимальные энергии с помощью квантовых флуктуаций.

Результат? Значительный прирост вычислительной производительности был получен с квантовыми компьютерами по сравнению с традиционными методами, что дает весомый пример огромного потенциала этих новых технологий. Замечательно, что подход QUBO оказался особенно эффективным даже при использовании на обычных компьютерах, позволяя исследователям обнаружить удивительные свойства симулируемых полимерных смесей. Например, они обнаружили, что полимерные цепочки могут образовывать кольца разной кривизны и размера, которые заполняют пространство без пересечений. Такие кольца могут иметь приложения в нанотехнологиях и биомедицине.

Автор: Bing image creator

Возможные последствия могут иметь большие перспективы, учитывая, что подход, использованный в исследовании, естественно подходит для переноса на многие другие молекулярные системы. Это открывает новые перспективы для разработки новых материалов с помощью квантовых компьютеров, которые могут иметь революционное влияние на науку и технологии.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

ARIA M 2408 SD: как одна польская катушечная модель продавалась под шестью разными именами

В Польше конца 1970-х катушечный магнитофон «Ария» невозможно было просто прийти и купить в магазине. По воспоминаниям тогдашних меломанов, аппарат исчезал с прилавков раньше, чем успевал на них...

Какая нейросеть лучше делает презентации: тестируем Qwen, Z.ai, Сократик и не только

Презентация — одна из самых частых задач, которую люди приносят нейросетям. Школьнику нужен доклад к завтрашнему уроку, менеджеру — отчёт для планёрки, студенту —...

Обзор беспроводного моющего пылесоса РЕДМОНД MultiClean VH1332 с возможностью автоматической самоочистки ролика

Беспроводной моющий пылесос РЕДМОНД MultiClean VH1332. Аккумулятор 4000 мАч. Максимальное время работы – до 35 минут. Раздельные емкости для чистой и грязной воды на 600 и 450 мл. Мощность до 12 кПа.

«Стрелы Дьявола» стоят в Англии уже 4000 лет: изотопный анализ наконец раскрыл, откуда доставили 25-тонные монолиты

На западной границе города Боробридж в графстве Северный Йоркшир стоят три массивных вертикальных камня, известные как «Стрелы Дьявола». Это самый высокий сохранившийся мегалитический ряд в...

5 лет назад Формула-1 в последний раз проходила в Сочи: вспоминаем Гран-при России 2021 года

Пять лет назад, с 24 по 26 сентября 2021 года, прошла последняя гонка Формулы-1 в Сочи. Этот Гран-при России стал самым насыщенным за все восемь лет его проведения. В этой статье вспомним, как...

Обзор портативной колонки Tronsmart C3 Plus: обновленный бумбокс на 50 Ватт

Несмотря на ушедшее лето, поездки на природу до сих пор пользуются спросом. И если вы предпочитаете слушать любимую музыку, то Tronsmart представила обновлённую версию популярной и компактной...