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

Дешевая мощность: обзор платы усилителя ZK-2001 на чипе TPA3221

Спасибо селлерам на Aliexpress, теперь DIY проекты в аудиотехнике упростились до крупноузловой сборки по платам. В чем-то это даже хорошо, не нужно иметь продвинутую инженерную квалификацию, чтобы...

Археологи обнаружили древнейшую протописьменность в истории: она старше шумеров на 35 000 лет

Традиционная историческая наука считает, что способность человека фиксировать информацию на внешних носителях зародилась вместе с первыми земледельческими цивилизациями. Считается, что это...

Обзор повербанка Ugreen 30 Вт c беспроводной зарядки Qi2

Пользуюсь этим повербанком больше 3 месяцев, поэтому смогу с легкостью поделиться опытом. Давайте идти по порядку, по традиции начнем с комплектации. СодержаниеЧто в коробкеКак выглядит и что по...

Обзор наушников Anker Soundcore Sport X10: Надежный компаньон для тренировок?

Soundcore Sport X10 — спортивные беспроводные наушники от Anker с гибридным ANC, поворотным ушным крючком и заявленными 32 часами автономности. Звучит как стандартный набор для 2026...

Обзор парогенератора Felfri FF-SS-11 — современная гладильная станция у вас дома

Если честно, сегодня бытовую технику сложно воспринимать просто как устройство для выполнения домашних задач. Многие приборы сегодня выглядят так, что вполне могут стать частью интерьера, и их уже...

Пока тянешь — веришь: 7 рыб, которые кажутся крупнее, чем есть

Иногда на рыбалке возникает странное ощущение. Поклёвка кажется уверенной, снасть нагружается сильнее обычного, леска идёт тяжело, и в какой-то момент появляется уверенность, что на крючке...