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谷歌量子计算突破登Science封面!首次对化学反应进行量子模拟

2020年08月29日 10:30

今天,谷歌的量子计算机登上了Science封面,他们成功用12个量子比特模拟了二氮烯的异构化反应。

  

  这已经是谷歌量子计算机第二次登上顶级学术期刊封面了。

  去年10月,谷歌的量子计算机因为实现了“量子优越性”登上了Nature封面,仅用了200秒就解决了超算需要1万年才能求解的量子电路采样问题。

  这台量子计算机还能干什么?谷歌说过,能模拟化学分子。不到一年时间,他们就做到了。

  

  因为分子遵循的是量子力学,用量子计算来模拟也更为合理。只需更少的运算量和信息,就能计算出化学物质的性质。

  量子计算机模拟化学分子用处巨大。除了谷歌外,其他拥有量子计算技术的公司也在也研究,微软就是其中一员。

  上个月,微软发表了一篇文章,用量子计算帮助化学家寻找催化剂,将二氧化碳转化为甲醛。展示了量子计算与化学结合的应用前景。

  

  量子化学还是得用量子计算机

  薛定谔方程是量子化学的基础,也是化学分子遵循的基本规律,求出方程的解,就能得到物质的具体化学性质。

  但是求解薛定谔方程谈何容易,随着分子里原子数量的增多,解方程的运算量呈指数级增长。

  就拿化学里比较简单的苯分子(C6H6)来说,它只有12个原子,但是计算维度达到1044,这是任何超级计算机都无法处理的。

  

  为了简化求解过程,早在计算机出现之前,就有了一些近似方法,比如谷歌用到的“哈特里-福克方程”。但即使经过简化,运算量也是巨大的。

  更糟糕的是,在化学反应过程中,也就是化学键解离时,分子系统的电子结构会变得更加复杂,在任何超级计算机上都很难进行相关的数值计算。

  2018年,有人提出了一种新的量子算法,运算复杂度不再是指数增长,而是呈多项式增长,大大降低了运算难度。

  算法都具备了,就差一台合适的量子计算机。

  

  谷歌量子计算机模拟化学反应

  去年谷歌的Sycamore量子处理器实现了53个量子比特的纠缠,所以就用它来模拟几个简单的化学分子试试看。

  谷歌先计算6到10个氢原子组成的氢链的结合能。原始方法(下图中的黄色)效果一般,与VQE等算法结合后,量子计算机求得的结果与真实值几乎完全吻合。

  

  以上是化学分子的静态过程,接着,谷歌又用Sycamore模拟了一个简单的化学反应:二氮烯的异构化。

  

  二氮烯在顺式和反式之间跃迁的能隙是40.2毫哈特里,量子计算机给出的结果是41±6毫哈特里。

  虽然精确度上比前面模拟氢原子链要差不少,但谷歌表示,这是“第一次使用量子计算机预测化学反应机理”。

  本文的通讯作者Ryan Babbush说,虽然以上的结果不需要量子计算机就能模拟,但这项工作仍是量子计算向前迈出的一大步。

  未来可以将这种算法扩大规模,来模拟更复杂的反应。而要模拟更大分子的反应,还需要更多的量子比特。

  Babbush认为,总有一天,我们甚至可以使用量子模拟开发新的化学物质。


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2020年06月11日 18:04

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2020年05月27日 13:48

快速获得谷歌排名的好方法

笔者结合自己的经验并深入学习了行业大咖和谷歌官方信息,总结了如下一些快速获得谷歌排名的好方法。1、持续增加高质量外面近年来,一些SEOer们认为外链没有什么作用了。但大量事实证明,外链依然是SEO的一个重要正面指标。在疫情当下,人家不做的事情,你把它做好,可能或得到意想不到的效果。需要注意两点,(1)尽量要找一些与你网站主题相关的,(2)尽量找不同的网站,而不是在一个网站发多个外链。2、高质量的主题聚合页更有利于快速排名大多数稍微有点热度的关键词,试图想通过一个产品详情页或一篇文章页获得排名几乎是很难的。如果该关键词对你足够重要,那么你不妨尝试制作聚合专题页。其实,一个产品分类页面、一个新闻分类页面都属于聚合页,但因没有集中主题,更谈不上什么质量了。需要注明的是,聚合页除了集中的主题外(主打关键词),还需要相关的信息条。比如我们把一个产品分类页当做一个主题页去优化排名,那么该页面上简单的罗列一些产品图片和对应的产品名称是不行的(甚至只有产品的型号而没有产品名称)。除了产品图片、名称,还应该有各自概括性的描述,其间巧妙地融入关键词。2、增值阅读可以减少跳出率提高访问深度比如某个关键词落地页,不但详尽介绍了该关键词的内容,在页面的右边或页面的下方,罗列了一些相关主旨的信息,当客户看完正文后(或者你的正文压根就写的不怎么好,客户压根就没怎么细看),又发现你旁边的相关小链接很吸引他,那么用户点击进去进行深度浏览了。短暂时间内(比如这十几分钟或半小时内)用户就不会再回到谷歌里搜索,甚至是关闭了谷歌搜索。那么即可向谷歌传到了一个重要信息:该网站与他先前搜索的关键词极度相关,换句话说,该网站满足了他(搜索某关键词想了解该关键词信息)的需求。久而久之,你的谷歌SEO排名会提升。(笔者亲测有效,谷歌官方未做解释,而且一直否认,你懂的)3、篇幅饱满丰富,具备一定的制作成本评价文章质量,深度是个重要指标,对于谷歌机器来说,它不一定能百分百的理解你写的什么内容,但可以通过文章的长度、丰富的内容、图文并茂(图片加Alt注释)、完善的段落、合适的h标签、li标签等方面来衡量。这样一来,如果你一篇文章才二三百字,并且没有图片、没有格式段落,那么,我绝对不可能想象你文章质量有多高。此处建议1500个单词以上。人是感性动物,看图远比看文字(尤其是密密麻麻的文字)要感兴趣和轻松的多。所以,网站要适当增加图片甚至是视频。要为完善一个网站甚至是网页付出一定的代价、成本。4、网站结构与URL优化首先,网站层级不要太深,一般认为,两层结构最佳。比如domain.com/products/procudt001;其次,URL短比长好,这点就不多说了;再次,URL要能准确直观的达意。举例:domain.com/machine/block-machine就比domain.com/view.php?aid=172要直观的多。5、通过title中关键词设置增加获得排名的机会比如你的主打关键词是blockmachine,但如果你觉得这个词排名有难度,那么不妨先通过其修饰词、长尾词获得排名,主词后期自然也会带动上来。在title标题中,可以这样设置:“BlockMachinePrice,ChinaBlockMachineManufacturersandSuppliers-ABCLtd”,当然,你的网页也要尽量适当丰富这方面的内容。阿里巴巴和“madeinchina”这方面就做的极佳。(顺便提一下,阿里和MIC的海外流量很大程度也来自谷歌推广和免费的SEO排名)6、更多有利于排名提升的方面有利于排名提升的方面还有很多,比如https(SSL认证)设置,服务器安全和性能,保持网站新鲜度等等在此就不一一赘述了。

2020年04月27日 01:12