计算化学公社

标题: 一直很好奇，量子计算机的发展会对计算化学工作者有何影响？ [打印本页]

作者
Author: fffff 时间: 2022-1-19 23:03
标题: 一直很好奇，量子计算机的发展会对计算化学工作者有何影响？
如题，不知道是最近摸鱼看*量子*太多，软件频繁推送*量子*相关的内容，总觉得现在量子科技发展很快，离实际应用似乎已经没有太远。好像还有人开发出了适合量子计算机的Full CI的算法。想请问一下各位老师，量子计算机的发展会对将来(十几年)之内的计算化学工作者有何影响呢？（我理论基础太烂，对很多理论方法了解不充分，不知道量子计算会带来什么改变）

作者
Author: scf 时间: 2022-1-20 10:07
https://www.nature.com/articles/nchem.2248

作者
Author: yflchx 时间: 2022-1-20 13:08
本帖最后由 yflchx 于 2022-1-20 13:36 编辑

一个热门，感兴趣的可以下手一试：
例如：
Qiskit (An Open-source Framework for Quantum Computing) https://www.qiskit.org/.
Mitiq (A software package for error mitigation on noisy quantum computers) https://github.com/unitaryfund/mitiq.
这是比较有用的工具。

量子计算机还需要等更大的突破，目前的优越性是体现在特殊问题上，另外激光器和光学器件做实用的计算机超出了我的想象。

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-1-20 18:42
我其实一直觉得，量子计算与其说是一种计算，不如说是一种实验。第一需要昂贵的设备；第二有很大的随机误差，甚至可能还有不可忽略的系统误差。用量子计算机解决计算化学问题，其实是用同一类量子体系的实验，加上少量经典计算，来预测任意量子体系的实验结果。比如如果这个量子计算机是用金刚石色心做的，那么用这个量子计算机解决计算化学问题，其实就是用经典计算机加一个能模拟金刚石色心Hamiltonian的oracle，来解决计算化学问题。
一旦这样看这个问题就会发现，这种范式其实早就有了。比如发展新的泛函，用几十上百个实验值来拟合一些经验参数，得到泛函的数学形式以后，用经典计算机拿这个泛函跑计算。这个不也是用经典计算+有限个量子体系的实验，来预测任意化学体系的实验结果吗？只不过用的经典计算的计算量比较大，量子体系也并不都是同一种而已；好处是量子体系的实验只需要做有限次，只在训练阶段需要实验（当然这实验一般是前人做的，不是理论化学家自己做的，不过这不重要），预测阶段不需要实验。
所以我是觉得，将来真正的发展方向可能是属于这个大的范式，但是不一定局限于量子计算，而是在量子计算和用实验值拟合泛函之中的某个sweet spot。量子计算是已知一个强相关体系的所有的time-dependent full CI解（这个体系不能随便选，所以实验做起来特别贵），加少量经典计算，来预测任意实际体系；用实验值拟合泛函来做计算是已知几十上百个体系（不一定强相关，而且选择有很大的任意性，所以实验比较便宜而且是一次性投入）的最低几个time-independent full CI解，加大量经典计算，来预测和训练集分子比较像的任意体系。能不能用几十上百个比较便宜的强相关体系的实验，加上中等量的经典计算，来预测和这些体系不一定像的任意体系？或者从数学角度讲，量子计算的universality表明可以用一个足够大体系的time-dependent full CI加少量经典计算，来模拟任意体系的full CI；DFT的成功表明可以用很多体系的full CI解加大量经典计算，来“内插”出和这些体系类似的体系的full CI解；那么能不能既利用训练集分子的full CI的computational universality，又利用训练集分子和实际待预测分子的相似性？

作者
Author: fffff 时间: 2022-1-21 23:19
谢谢各位老师

作者
Author: qing108 时间: 2022-1-24 17:09
国家投入了很多钱

作者
Author: qq0057655320 时间: 2022-3-28 10:28
随机误差很大。

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