Quantinuum的量子化学团队与道达尔能源(TotalEnergies)合作，最近他们提交了一份新的预印本论文，该论文详细介绍了量子计算机在缓解气候变化方面的潜在用途。该团队的工作为使用量子计算来模拟材料铺平了道路。

在这项工作中，研究团队把碳捕获和量子计算联系在了一起。他们开发了一种量子计算方法，这种方法描述了把二氧化碳分子与一种正在积极研究的被称为金属有机框架(MOF)的碳捕获材料的结合。这种材料具有重大的科学意义，因为它们能够以较低的能量需求吸收二氧化碳。

这些合成材料是多孔的，它的这种结构使它们能够与二氧化碳分子结合。MOF可以比作是一种“分子乐高”，因为它们可以采用许多不同的配置，从而产生特定的孔径和反应性。它们原则上可用于设计具有特定特性的材料。

利用经典计算机对这些系统进行建模通常会产生不精确的解决方案。通过使用一种新颖的量子方法，该团队打开了一扇大门，克服了传统方法的一些限制。由于可以以自然的方式处理多体相互作用，以及计算空间能有庞大的规模，量子计算是对此类系统进行建模的未来替代方案。

今天的量子计算机(嘈杂中等规模的量子机器或NISQ机器)受到用于计算的量子比特数量的限制，并且计算很容易被错误所淹没。因此，对MOF等复杂材料进行建模具有挑战性。这篇论文所代表的突破是使用了碎片化策略来分解计算任务，它提供了一种结合量子和经典计算方法的鲁棒且通用的方法。

这项工作揭示了当今的量子计算机对复杂的多体相互作用进行建模的方式，可以增加我们对MOF-CO2系统的理解。它可能会加速我们使用量子计算机解决在应对气候变化方面的重要挑战的能力。

‍Quantinuum首席执行官‍Ilyas Khan评论道：“这篇论文是与全球领先的碳捕获和碳存储技术开发商之一TotalEnergies合作发表，它标志着备受期待的量子化学领域的一个重要里程碑。由TotalEnergies和Quantinuum的科学家组成的混合团队，展示了一种利用当今量子计算机进行材料科学研究的方法……这是量子计算机未来有可能实现加速的地方。”（编译:Qtech）