最近，英国量子算法初创公司Phasecraft开发出了一套破纪录的算法，它使量子计算机模拟材料变得前所未有的简单和高效。该方法在《自然通讯》上发表的一篇题为“迈向近期的量子材料模拟”的论文中进行了描述，这一算法大大减少了运行模拟所需的量子门数量，在某些特殊情况下能减少一百万倍以上。

从开发新型电池阴极到制造下一代太阳能电池，了解材料的行为方式是量子计算机最有前途的应用之一。然而，近期量子计算机无法进行复杂的模拟，因为这种设备受限于能可靠执行操作的次数，而且它们拥有的量子比特数量也有限。

Phasecraft的专有方法通过将材料映射的传统方法与用于模拟材料行为的新型量子技术相结合，打破了这些限制。这种方法的第一阶段是在经典计算机上执行计算和优化，以生成材料的有效表征，而第二阶段则产生世界上最有效的量子电路来模拟该材料的行为。整个框架封装在一个集成软件流水线中，该流水线涵盖从材料的描述一直到模拟该材料的量子电路。

在他们的研究论文中，Phasecraft的方法能够证明，锂铜氧化物(一种用于开发先进锂离子电池的材料)可以用41万个量子门进行模拟。而之前的基准技术使用了1.5万亿个量子门。更重要的是，该方法不仅展示了如何简化模拟过程，还能首先确定哪些材料最适合进行量子模拟。

在发表最新论文的同时，Phasecraft还推出了材料建模量子复杂性数据库。该数据库包含40多种具有实际应用潜力的材料的复杂量子电路。特别是，该数据库通过采用Phasecraft这一新方法，突现了每种材料的量子电路深度。 每种材料都列出了当前的电路深度和所需的量子比特数，以及材料的主要结构特性。(编译:Tmac)