量子计算和量子信息处理技术在最近兴起的领域引起了人们的关注。在当今科学的许多重要和基本问题中,解决原子和分子的Schroedinger方程(SE)是化学,物理及其相关领域的最终目标之一。SE是非相对论量子力学的“第一原理”,其称为波函数的解决方案可以提供原子和分子内的任何电子信息,预测它们的物理化学性质和化学反应。来自日本大阪市立大学(OCU)的研究人员,K。Sugisaki博士,教授。K. Sato和T.

这些问题对于任何当前可用的超级计算机都是难以处理的。这种量子算法有助于加速实现实际的量子计算机。如今,化学和物理学一直试图通过从1929年开始采用全CI方法来预测复杂的化学反应,但直到现在才成功。现在Full-CI计算可能能够预测化学反应,并且已经在量子计算机上实施了适用于预测物理化学性质的新的全CI方法。现在,OCU研究小组已经建立了“量子计算机上的可观测量”的可能方法实现,例如计算任意波函数的自旋量子数,这是量子化学中的一个关键问题。

他们说,“作为狄拉克权利1929年成立量子力学的时候,数学理论来解决SE确切的应用导致公式太复杂了可溶于1。实际上,Full-CI方法中要确定的变量数量会随着系统大小呈指数级增长,并且很容易陷入指数爆炸等天文数字。例如,苯分子C6H6的全CI计算的维数(其中仅涉及42个电子)达到1044,这是任何超级计算机都不可能处理的。更糟糕的是,解离过程中的分子系统的特点是极其复杂的电子结构(多组态性质),并且在任何超级计算机上都不可能进行相关的数值计算。除了这些内在的困难之外,在诸如确定量子计算机上与量子化学相关的物理量等新兴领域中存在一个难题。“