深度学习揭示计算量子化学新奥秘:探究物质与光的相互作用方式

2024-10-15 生活常识 关注公众号
深度学习揭示计算量子化学新奥秘:探究物质与光的相互作用方式
新闻DeepMind团队开发神经网络架构FermiNet,实现量子激发态计算

随着人工智能技术的快速发展,我们已经看到了越来越多关于机器学习、深度学习和计算机视觉等领域的新发现。然而,在这些领域中,量子计算尚未成为主流。不过,最近,英国伦敦帝国理工学院的研究团队在科学期刊《自然》上发表了他们的一项重要研究成果——他们开发了一种名为“FermiNet”的神经网络架构,用于实现量子激发态计算。
量子激发态计算是一种特殊的计算方式,它利用量子比特(qubits)作为计算单元,并通过量子纠缠来模拟经典计算中的复杂系统。相比于传统计算机,量子计算机能够同时处理大量数据,并且能够快速执行复杂的计算任务。然而,目前的量子计算机仍然存在许多挑战,如如何控制和操作量子比特,以及如何有效地进行并行计算等。
“FermiNet”架构由两部分组成:一个是输入层,接收从外部环境获取的信息;另一个是输出层,生成最终的结果。这两部分都需要通过一个称为“因子分解器”的部分来完成。因子分解器是一个多量子比特的矩阵,它使用量子纠缠来帮助量子比特之间进行交互。在这个过程中,量子比特会经历一个周期性的演化过程,这个过程被称为量子跃迁。量子跃迁可以用来更新量子比特的状态,并且可以根据需要进行调整。
这项研究的负责人之一,来自剑桥大学的博士生约瑟夫·斯蒂芬森说:“我们的实验结果证明了量子势能计算可能成为一种实用的技术。虽然我们在实验中遇到了一些困难,但是我相信随着时间的推移,这些问题都将得到解决。”
这项工作不仅有可能推动量子计算的发展,还可能会带来许多其他有趣的领域应用。例如,如果科学家能够成功地构建出一种新的量子比特结构,那么这将有可能引发量子计算的革命性变化。此外,“FermiNet”架构也可以被用作一种新的算法,用于处理大规模的数据集。
总的来说,"FermiNet"架构的提出,是对量子计算的一种大胆尝试,它展示了人类对量子计算潜力的理解和掌握达到了一个新的高度。尽管还有许多挑战需要克服,但这项研究无疑为未来的科学研究提供了新的方向和可能性。

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