美国能源部艾姆斯实验室的科学家团队开发了新的量子计算算法，它们能够高效、高精度地模拟量子系统的静态和动态特性。这些算法是深入了解复杂材料的物理和化学的宝贵工具，它们经过专门设计可工作在现有和近期的量子计算机上。

科学家Yong-Xin Yao和他在艾姆斯实验室的研究伙伴利用先进计算机的力量来加速凝聚态物理学的发现，可模拟极其复杂的量子力学以及它们如何在超快的时间尺度上变化。

当前的高性能计算机可以对非常简单的小型量子系统的特性进行建模，但是更大或更复杂的系统会迅速增加计算机必须执行的计算数量才能获得准确的模型，这不仅会减慢计算速度，还会减慢发现速度。

Yao说：“鉴于目前现有量子计算的能力还处于早期阶段，这是一个真正的挑战。但它也是一个非常有希望的机会，因为这种计算压倒了经典计算机系统，经典计算可能无法解决或需要很长时间才能提供及时的答案。 ”

新算法通过自适应地生成，然后定制计算机需要进行“有根据猜测”的数量和种类，以实现利用现有量子计算机的能力，可准确描述系统的最低能量态和不断发展的量子力学。这些算法是可扩展的，它们能够使用现有的“嘈杂”（脆弱且容易出错）量子计算机及其近期内的迭代版本来准确地对更大的系统进行建模。

Yao说：“准确地模拟自旋和分子系统只是我们目标的第一部分。在实际应用中，我们可以看到它们被用来解决复杂的材料科学问题。凭借这些算法的能力，我们可以指导实验人员去控制材料的特性，如磁性、超导性、化学反应和光能转换。”

艾姆斯实验室科学家Peter Orth说：“我们的长期目标是实现材料领域的‘量子优势’，即利用量子计算来实现当今任何超级计算机都无法实现的能力，”（编译:Qtech）