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    加速量子計算模擬碳捕獲:美國量子公司開發量子計算方法
    來源:互聯網   發布日期:2022-04-05 10:43:14   瀏覽:1166次  

    導讀:近日,Quantinuum公司的量子化學團隊與國際能源公司道達爾能源(TotalEnergies)合作研究量子計算機在緩解氣候變化方面的潛在應用。相關研究成果發表于arXiv,為量子計算模擬化學材料鋪平了道路,有助于利用量子計算發現材料,并進一步實現碳捕獲和封存。 量子...

    近日,Quantinuum公司的量子化學團隊與國際能源公司道達爾能源(TotalEnergies)合作研究量子計算機在緩解氣候變化方面的潛在應用。相關研究成果發表于arXiv,為量子計算模擬化學材料鋪平了道路,有助于利用量子計算發現材料,并進一步實現碳捕獲和封存。

    加速量子計算模擬碳捕獲:美國量子公司開發量子計算方法

    量子計算方法應用于金屬有機框架的CO2捕獲,圖片來自Quantinuum

    目前,MOFs材料被積極應用在碳捕獲的研究工作,此類材料能夠以較低的能量需求吸收二氧化碳,具有較大的科學價值。由于MOFs這一合成材料是多孔的,這使得它們能夠與二氧化碳分子(CO2)結合。此外,MOFs材料可以比作分子的“樂高積木”,即通過多種不同的配置,形成特定的孔隙大小和反應活性。原則上,它們可以用來設計具有特定性能的材料。

    但以往利用經典計算機來模擬這些材料合成過程,通常會得到不精確的解。

    因此,團隊利用量子方法克服了傳統方法的一些局限性,包括計算能力和多體系統研究的局限性。他們將碳捕獲和量子計算相結合,開發了一種量子計算方法,能夠將二氧化碳分子與“金屬有機框架”(MOFs)材料相結合。

    然而,目前的量子計算機受到量子位的數量限制,也很容易因各種干擾出錯,因此模擬像MOFs這樣的復雜材料仍是一項挑戰。對此,團隊使用碎片化策略來分解計算任務,采用了一種結合量子和經典計算的混合方法來進行模擬,這一方法具有魯棒性和通用性。

    前述工作揭示了量子計算機如何模擬復雜的多體相互作用體系,加深了人們對CO2與MOFs合成系統的理解,有助于利用量子計算機應對氣候變化方面的挑戰。Quantinuum公司首席執行官Ilyas Khan認為“這標志著備受期待的量子化學領域的一個重要里程碑”。

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