量子计算机是未来的关键技术之一。它们的潜力甚至超过了最好的超级计算机。它们已被证明是一种强大的工具，特别是用在解决复杂的计算问题上。量子计算的一个有前途的应用是量子化学，它能用于解决例如“电子薛定谔方程”，以预测材料或分子的原子结构。在实际研究中，计算机模拟对于处理此类问题是至关重要的。然而，这种模拟方法在经典计算机上只能在有限的范围内实现。

德国帕德博恩大学的研究人员现在找到了一种在量子计算机上有效运行大分子模拟的方法，这应该能提供不少大分子相关的信息。研究人员专注于并行化处理，并提出了一种新的算法和技术来减少量子比特数、量子程序的数量和这些程序的深度。其目的是把错误率最小化等。他们的研究结果最近发表在《物理评论研究》杂志上。

尽管量子计算机在解决复杂的计算任务方面具有优势，但它们需要极高的计算资源才能做到这一点。因此，对化学性质进行有效的研究在今天仍然是一个挑战。但是，量子计算机中的基本信息单位“量子比特”使这成为了可能。然而，这些量子比特是很容易出错的，它很容易导致“量子噪声”。

帕德博恩大学的Thomas D. Kühne教授和他的同事们提出了一个解决方案。该大学理论化学工作组的负责人Kühne解释说：“我们开发了一种新算法，我们用它来将复杂的计算分成几个小的子单元。这减少了所需的量子比特数并使问题可并行化。这意味着计算是一个接一个地进行的。”

帕德博恩并行计算中心(PC²)新高性能计算中心的科学顾问Robert Schade博士也参与了该项目，他补充说：“这意味着在给定的量子比特数和电子结构下进行研究，可以在量子计算机上模拟比以前大得多的分子。由于算法的特殊性，该算法具有较高的噪声容忍度。这意味着尽管有噪声，但计算在数值上是稳定的。”

帕德博恩PC²主任Christian Plessl教授说：“实际上将粒子固定在一起的核力中的噪声可以在模拟中以近似计算的方法进行补偿，这会放弃计算的准确性，但能减少运行时间和所需的电力。因此，你得到的不是准确的结果，而是近似结果，但这已经完全足够了。”研究人员表示，他们很有信心这种方法也将适用于未来的量子计算机。（编译:Qtech）