据《自然》杂志9月13日的封面文章，来自IBM华生研究中心的科研人员在超导量子设备上实现了一种新的量子算法。相较于已有的量子模拟算法，该算法能够高效精确地计算出小分子电子的最低能态，可以模拟更大规模的真实分子，而IBM的科研人员也利用这种算法成功模拟了迄今为止量子计算机所能模拟的最大的氢化铍（BeH₂）分子。

在此之前的量子模拟算法将传统的分子模拟方案直接应用于量子硬件，但当前量子器件资源十分有限，因而量子模拟的效率很低，只能模拟一些简单分子。IBM的科研人员在充分评估自己量子处理器性能的前提下，设计了一种新的量子算法：（1）用一种新的映射方法将分子的“哈密顿量”映射到量子比特的哈密顿量，减少量子模拟需要的量子比特数量；（2）利用一些量子门操作来操作连接在量子比特上的量子电路，从而制备哈密尔顿量的试验基态；（3）将量子处理器驱动到试验基态，并进行测量，得到制备的试验态的能量；（4）将测量的能量值反馈到一段传统的优化程序中，操作下一个量子电路以驱动量子处理器，以便进一步减少能量；（5）执行步骤2、3和4迭代直到获得的最低能量达到所需精度。

IBM的科研人员利用该算法和6个量子比特模拟了氢化铍（BeH₂）分子（包含6个电子），BeH₂也是迄今为止由量子计算模拟的最大的分子。科研人员表示，随着量子处理器的发展，使用这种量子技术可以探索超出传统计算机能力的复杂大分子，准确地预测其化学反应，这将极大的推动新化肥、新药、可再生能源等方面的研究。

编译自

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23879.html#affil-auth