量子计算——就像你想的那样复杂

在编辑菲利普·鲍尔的文章时量子计算特性,我重新认识了薛定谔的标志性方程。“我以前真的懂这些东西吗?”我叹了口气。我很确定我曾经做过,但现在我对细节的把握似乎比我学习时更松散。因此,我将原谅那些提到量子计算机时眼睛略显呆滞的读者——但它非常值得你花时间,因为这门新兴学科可能会彻底改变化学。

0817CW -领导者- IBM构建其最强大的通用量子计算处理器

来源:©Andy Aaron / IBM

IBM和其他科技巨头一起正在研制商用量子计算机

如果这听起来有点夸张,也许我们需要考虑一下传统的二进制计算是如何改变化学的。很少看到处理结构或机制的实验研究没有计算方面-无论是指导实验还是进一步解释数据。距离我参加关于主基化学的道尔顿讨论会议已经有将近10年了,我注意到几乎每一篇论文都有计算工作,要么是与其他小组合作,要么是在小组内部。

正如你可以从这个特性中了解到的,量子计算机有能力真正模拟复杂的量子力学系统——换句话说,分子——而不需要目前使用的任何近似。这将导致更精确的模拟,更好地指导和协助化学家。

但我认为这是唯一公平的警告。我相信你们中的许多人都熟悉20世纪80年代早期被广泛分享的文章,这些文章认为,在世纪之交之前,药物研发将完全依靠计算机完成。但事实并非如此,我相信量子计算也不会出现这种情况。当然,计算机辅助分子设计取得了巨大的成功,如果没有这样的建模,今天的制药行业是无法想象的。

未来几十年,量子计算会如此普遍吗?如果它实现了它的承诺,很难想象它不会:谁不想对分子进行波函数精度的计算呢?但这项技术仍处于起步阶段,还需要全新的算法和用户的理解。我想我会把这个问题留给下一代,他们对薛定谔方程的理解会比我现在更好。