Этот год отметил столетие с момента обнаружения квантовой механики. Этот прорыв помог людям понять, что законы физики, которые управляют окружающим нас миром на самом маленьком уровне — молекулах, атомах и субатомных частицах, — в основном отличаются от законов, регулирующих то, как мы взаимодействуем с объектами в нашей повседневной жизни. Квантовая механика позволила нам понять детали всего, от метаболических процессов до наших кровотоков, с электрическими батареями, поставляющими наши автомобили и компьютеры, и для открытий лазеров до полупроводников.
Квантовая механика изменила способ, которым мы понимаем мир природы, и все же только в 1981 году знаменитый физик Ричард Фейнман заметил, что из мира, если мы действительно хотели, чтобы компьютер эффективно моделирует все естественные, человечество, вероятно, должно построить квантовый компьютер.
В течение более чем десятилетия научного прогресса Google добился значительного прогресса в нашем видении построения крупных квантовых компьютеров и ошибочно исправленных, которые могут решить иначе невозможные проблемы. Чтобы отпраздновать глобальный квантовый день, давайте рассмотрим три области, где квантовые компьютеры могут улучшить жизнь.
1. Лучший доктор
Исследователям все еще есть много, чтобы узнать о сложных биологических системах человеческого тела, и квантовые компьютеры могут помочь нам лучше понять — помогая понять ключевые системы, связанные с проектированием лекарств и нашего метаболизма. Рассчитая, как некоторые кандидаты на лекарства будут взаимодействовать со своими целями и другими биологическими молекулами, квантовые компьютеры могут помочь нам разработать более эффективные методы лечения и продвижение медицины. Например, в сотрудничестве с фармацевтической компанией Boehringer Ingelheim, мы отмеченный Эти квантовые компьютеры смогут смоделировать ключевую структуру цитохрома P450, фермента, обнаруженного у людей, с более высокой точностью за меньшее время, чем обычные компьютеры. Цитохром P450 является критическим ферментом для определения эффективности лекарств, поскольку он разрушает лекарства в нашем кровообращении.
2. Лучшие батареи
Глобальная потребность в энергии — и возможность ее хранить — развивается каждый год. Мы изучаем, как квантовые компьютеры могут помочь разработать новые материалы. Например, у нас есть исследованВ сотрудничестве с химической компанией BASF, которая сможет точно имитировать оксид никеля (LNO), материал, используемый в батареях. LNO трудно произвести в промышленности, и аспекты его химии не совсем понятны, но он предлагает меньший экологический отпечаток, чем оксид CO -Bobs с обычно используемым литием, и мы даже исследовали альтернативы использованию кобальта в батареях. Моделирование квантового механического поведения LNO может улучшить процесс промышленного производства и, в конечном счете, помочь нам сделать лучшие батареи.
3. Новые источники энергии
Fusion Energy, источник энергии звезд, дает обещание чистой и обильной энергии — но она еще не выполнена в больших масштабах. Конструкция необходимых реакторов основана на моделях расчетов, чтобы понять материалы в условиях крайнего слияния. Тем не менее, текущие модели не имеют точности, не часто соответствующие результатам реального мира и требуют миллиардов часов процессора. В Сотрудничество с национальными лабораториями SandiaНаши исследователи смотреть То, что квантовый алгоритм, выполненный на квантовом компьютерном устойчивом к дефектам, может более эффективно моделировать механизмы, необходимые для устойчивых реакций слияния, что в конечном итоге может помочь воплотить энергию слияния реальностью.
Этот тип прогресса в медицине и энергии был бы большим скачком, и все же он может только поцарапать поверхность того, что может быть возможным с помощью квантовой информатики. Учитывая сложность этой технологии, она может решить проблемы Мы еще не знаем, как спросить. Но для достижения полного потенциала квантовых компьютеров требуется прогресс по всей батарее, включая конструкцию и масштабирование лучших кубитов; Улучшение коррекции квантовой ошибки; Разработайте новые квантовые алгоритмы и примените их в реальном мире. Никто не может сделать это в одиночку, поэтому мы будем продолжать работать с партнерами в академическом мире, промышленности и государственном секторе, чтобы создать самую передовую квантовую компьютерную систему в мире.
