谷歌量子计算机是第几次登上顶级学术期刊封面?
2020年8月29日,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。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。 扩展资料 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。 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。 参考资料来源:澎湃新闻—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
中科大哪位80后教授获量子计算奖?
当地时间7日,美国物理学会宣布将2021年度“罗夫·兰道尔和查尔斯·本内特量子计算奖”颁给中国科学技术大学教授陆朝阳,奖励其“对光量子信息科学,尤其是固态量子光源、量子隐形传态和光量子计算的突出贡献”。该奖项由美国物理学会于2015年设立。 据悉,陆朝阳1982年出生于浙江东阳,2004年从中科大本科毕业,随后保送进入微尺度物质科学国家实验室,师从潘建伟从事光量子信息方面的研究工作。2007年,24岁的他作为第一作者在国际上首次实验实现了六光子纠缠“薛定谔猫态”和“簇态”,刷新了光量子纠缠的两项世界纪录。 2008年,潘建伟主动推荐陆朝阳进入剑桥大学卡文迪许实验室转向固态量子光学的研究,并希望他全面掌握了相关最新技术以后,回国发展,为国家在未来量子信息核心技术的竞争中储备人才。 扩展资料: 陆朝阳的科研成就: 在Reviews of Modern Physics?(1篇),Nature/Science (5篇),Nature 子刊 (9篇),PNAS (4篇),Physics Reports (1篇),Physical Review Letters (29篇)等国际顶尖学术期刊发表了70余篇论文,被引用6700多次,其中第一作者论文单篇引用最高700次(具体列表见)。 作为主要作者的研究成果入选了2015年英国物理学会评选的国际物理学年度突破榜首(这是中国本土产生的科学成果首次入选该荣誉),两次(2016、2017)入选美国光学学会评选的国际光学重要进展,四次(2007、2012、2015、2017)入选两院院士评选的年度中国科技十大进展新闻。 参考资料来源:观察者-中科大教授陆朝阳获美国物理学会量子计算奖 参考资料来源:环球时报-中科大80后教授陆朝阳获美国物理学会设立的量子计算奖
我国学者量子计算研究获得哪些新进展?
近期,中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室在半导体量子计算芯片研究方面取得新进展。实验室郭国平研究组创新性地引入第三个量子点作为控制参数,在保证新型杂化量子比特相干性的前提下,极大地增强了杂化量子比特的可控性。国际应用物理学顶级期刊《应用物理评论》日前发表了该成果。开发与现代半导体工艺兼容的电控量子芯片是量子计算机研制的重要方向之一。由于固态系统环境复杂,存在着电荷噪声、核磁场等各种退相干机制,不同形式的编码方式都有一定局限,比特的超快操控与长相干往往不可兼得。郭国平研究组2016年首次在砷化镓半导体双量子点芯片中实现了量子相干特性好、操控速度快、可控性强的电控新型编码量子比特,将传统电荷量子比特的品质因子提高了10倍以上。为了提高杂化量子比特能级可控性,研究人员将非对称思想进一步运用到三量子点系统,将原有的双量子点结构扩展成线性耦合三量子点系统。他们通过理论计算分析发现,当中间量子点与其两侧量子点耦合强度非对称时,电子在双量子点中演化的能级结构可以被第三个量子点高效地“间接”调控。在实验中,他们首先通过半导体纳米加工工艺精确制备出非对称耦合三量子点结构,再利用电子的原子壳层结构填充原理,巧妙地化解多电子能级结构复杂性这一难题,构造了具有准平行能级的杂化量子比特。在保证比特相干时间的情况下,通过调节第三个量子点的电极电压,清晰地观察到比特能级在2至15GHz范围内连续可调。
中科大80后的教授获量子计算奖,他究竟是谁?
10 月 7 日,美国物理学会宣布将 2021 年度 “罗夫 · 兰道尔和查尔斯 · 本内特量子计算奖” 颁给中科大教授陆朝阳,奖励其“对光量子信息科学,尤其是固态量子光源、量子隐形传态和光量子计算的突出贡献”。 该奖项由美国物理学会于 2015 年设立,用于表彰在量子信息科学领域(特别是在利用量子效应实现经典方法无法完成的任务方面)做出杰出贡献的科学家。国际评审委员会每年在全世界范围内评选出一名博士毕业 12 年之内的青年科学家。前四届获奖人尚无来自亚洲国家的获奖者。陆朝阳是第一位获得该奖项的中国科学家,也是第五位获得该奖项的青年科学家。 陆朝阳于 1982 年 12 月生于浙江东阳,目前是中科大教授、博士生导师。 他于 2000 年考入中国科学技术大学,关于他在中国科学技术大学的求学经历,有媒体曾这样介绍:“本科毕业后,恰逢刚从欧洲回国的潘建伟教授组建实验室,陆朝阳如愿以偿地成为其中一员,开始了他的量子物理和量子信息科研生涯。2007 年,还在读硕士的陆朝阳就作为第一作者在国际上首次实现了对六光子纠缠的操纵,制备了‘薛定谔猫’态和簇态,刷新了当时两项世界纪录。” 2011 年,陆朝阳获英国剑桥大学物理学博士学位,“在剑桥,他用了不到 3 年的时间就完成了博士论文和答辩。” 2010 年,陆朝阳回国,时年 28 岁的他成为中国科技大学教授,主持国家自然科学基金重点项目、科技部重大科学研究计划课题、量子先导专项子课题等。 回国以后,他进一步保持和潘建伟团队的密切合作,带领几名学生一起组建固态量子光源新实验室。此后三年,他带领团队完成了一系列突破,包括: 打破之前的六光子纪录,首次实现八光子纠缠,从而使该团队继续在多光子纠缠领域保持国际领先; 在物理学期刊 Reviews of Modern Physics 上发表题为《多光子纠缠和干涉度量学》的长篇综述论文,这也是中国科学家在该期刊上以中国为第一单位发表的第一篇实验综述论文; 在国际上首次实现基于量子点脉冲共振荧光的确定性高品质单光子源,这也是中国在量子点光学量子调控领域发表在《自然》系列期刊上的第一篇论文。 他的代表性工作主要是分别于 2007 年、2012 年、2016 年和 2018 年四次刷新并至今保持着光子纠缠的世界纪录。其还首次实现单光子多自由度的量子隐形传态和高维度量子隐形传态。 此外,他也首创量子点脉冲共振荧光技术 ,制备了国际上综合性能最优的单光子源,并成功研制世界上首台超越早期经典计算机的光量子计算原型机 。 由于研究成果突出,在获得量子计算奖之前,他在同龄学者中,已经获奖颇多。2015 年,陆朝阳获国家杰出青年科学基金资助。2016 年,他被《自然》杂志评为“中国十大科学之星” ,同年入选美国光学学会会士 。2017 年被欧洲物理学会授予“菲涅尔奖” 。2018 年入选《麻省理工科技评论》“35 岁以下创新 35 人”(TR35)榜单。2020 年,陆朝阳被授予美国光学学会颁发的阿道夫隆奖章,这是该奖章设立 80 年来中国科学家首次获奖。 关于研究量子计算,他曾对媒体表示:“做科研工作可以聆听自己的梦想,跟随自己的兴趣。这种工作的本质就是每天的太阳都是新的,一直在创新,挑战新高度。”
中国成功构建量子计算原型机“九章”,量子到底是什么?
原型九章 量子计算机原型九章,其取义九章为纪念古华夏最早的数学专业著作《九章算术》一书,是《算经十书》里最重要一种。《九章算术》由历代各家增补修订,最后成书是东汉前期,流传至今的多是三国魏元帝263年,刘徽所作的标注《九章》版本。 研制量子计算机已成欧美发达国家竞争角逐焦距点,也是世界科技前沿最大挑战其一。量子计算机具有超快并行计算能力,有望由特定算法在密码破译,、药物分析与大数据优化等方面。 中国科学技术大学宣布本校潘建伟团队等人合作成功构建76个光子的量子计算机原型机九章,国际学术期刊《科学》发布了成果。当求解五千万个高斯玻色取样,世界上著称最快的超级计算机富岳要6亿年,而九章仅需要200秒。 量子计算机原型九章由潘建伟团队、国家并行计算机工程技术研究中心与中科院上海微系统所共同构建,实现有实用前景的高斯玻色取样的快速求解。 九章处理高斯玻色速度比超级计算机富岳快达一百万亿倍,其弥补了悬铃木技术漏洞依赖样本量,比谷歌发布的五十三个超导比特悬铃木快一百亿倍,使得中国达到了量子计算机研究的第一个里程碑。 量子与社会 二十世纪时期,初建立完整的量子力学理论,科学界多数赫赫有名的学者都为此沉醉。量子一词由普朗克提出成概念,经过了爱因斯坦、德布罗意、玻尔、玻恩、海森伯、薛定谔等人完善。 量子是数学概念,离散变化的最小单元。关于量子概念以通俗解析为,生活里可见与感知的事物,光与能量的最小单位也都可用此称之。量子存在于生活,如日常电子产品手机和电脑,是由量子力学开发的经典技术,以及互联网信号的激光是依据光量子辐射制造。 量子科技在未来是处于颠覆性影响的,我们国家在量子领域水平一直在国际前排位置。潘建伟言谈表示,量子研究实验是更快的经典算法和持续提高硬件之间的竞争,最终量子并行性会达到经典计算机无法超赶的算力。
德国应用化学投稿求助
“德国应用化学”(Angew.Chem.Int.Ed)是最著名的化学类杂志,能在上面发表学术论文,表明你的研究工作处于国际领先水平,是所有从事化学、材料和相关专业人员的梦想,如何才能在上面发表文章呢? 下面的文章很有参考价值。摘自小木虫学术论坛。 1)原创性 原创性的意思就是具有创新性,点子聪明,提出了新的概念、新的合成策略、新的实验方法。比如常规分子筛的合成采用水热合成法,有的人首次采用其它介质(如离子液)合成分子筛,这就是原创性。 知道这个要求有助于客观认识自己的工作。比如说在催化研究中有四个不同的情况: --用新方法合成新的催化剂做新的反应(三个全是新的) --合成方法、催化剂、反应有两个是新的 --合成方法、催化剂、反应有一个是新的 --合成方法、催化剂、反应都是旧的 客观分析自己的文章属于以上情况哪一种,有助避免乱投稿浪费时间。 2)结果的重要性 结果重要性就是说结果很重要。比如说某一个药物的常规合成需要30步,最后用了一吨原料才能产出一克产物,并且带来很多有毒有害副产物,而该目标产物能治疗艾滋病;现在有合成专家用了新的方法合成这种药物,只需要三步,并且用十克原料能合成出一克高纯度的产物。 3)结果的惊奇性 这就是说报导不可预知的奇怪结果。比如某人做一个有机化学反应,本来以为能得到可以预测的常规产物;但是后来无意中加入某种物质,发现能在室温生成金刚石。再比如,一般氧气以O2形式存在,但是某人用了某种方法得到O4,而教科书上从来没有报导这种分子。再比如,一般有机物的催化反应都遵循一定的反应机理,这在很多综述里面都有说明。现在有人发现某种有机物反应,是它首先全被打断成为碳原子,然后再生成高级醇;或者这种有机物先是聚合生成高分子,然后再被分解产生高级醇。 4)通用性 就是说文章不是聚焦于一个科学的粗枝末节,而是对做其它化学课题的人也有启发,使后人能够开展后续工作,能够被后人广泛引用。比如发现了有机化学里面的一个全新的反应,并且初步证明换反应物分子后,该反应也成立,能产生各种有用的分子。这样,后人就利用这个新的反应设计各种有功能的有机分子,在药物合成、材料合成中起作用。 5)通俗性和写得很好 就是用通俗得语言把事情和重要性说清楚,写作技巧纯熟。如果写作非常专业化,满眼望去全是黑压压一片分子式和这个峰、那个峰,就不易投中。多用描述性的语言,并说清实验的思路、要强调的要点和本文 1/2页 的重要性、以后该怎么做后续研究。 6)科研的正确性 就是说,点子再聪明,如果没有实验证实,也是不能发表的。 以上,第一点“原创性”最重要,如果没有原创性可以拿几条其它条件来补。 美国化学会志长文章和德国化学应用化学会志相比,原创性和结果的惊奇性占的比重相对少一点,更强调工作的系统性和实验的高质量,更强调多多种实验方法做跨课题的实验,如用物理化学的方法研究生物化学。再比如在一篇文章中用无机方法合成纳米催化剂,用现代仪器进行表征,研究了和产生新能源的催化反应,并用量子化学计算来解释实验结果。 Nature, Science杂志要求更高,除了更加强调以上特点外,还强调所谓方向的正确性,即“对路子”。好比说有的科学家发明了一种新的天文望远镜,并发现了在某个星系有外星人遗址,这样的(我虚拟的)题材就是适合Nature, Science;再比如,现在没有根治白血病的特效药,如果有人能发明在一星期内根治白血病的药物,并阐明其分子机理,这样的(我虚拟的)题材就是适合Nature, Science。
我国量子通信和量子计算方面,现在处于什么水平?
在量子通信领域,我国的研究团队已经世界领先了,在量子计算领域,即使我国不是世界领先,也已经距离世界领先非常接近了。根据公开资料显示,目前我国的量子通信实现了产业化,国盾量子已于2019在创业板上市,目前已向市场推出了多款QDK(量子密钥分发)设备。量子计算在我国起步较晚,进行商业化运营的公司也不多,国内从事量子计算研发的商业初创公司,目前已推出国内首台集成化量子测控系统,并在低温测控领域拥有丰富的产品。并且以超导与半导体量子计算机作为研发方向,已发布6比特超导量子芯片和2比特半导体量子芯片,其中半导体量子芯片水准处于国际先进行列。在量子精密测量方面,我国与国外先进国家仍有数量级上的技术差距。但在量子雷达方面的成果较为先进。 从中国在量子信息领域的发展情况来看,我们在量子通信领域处于全球领先的地位,在量子计算领域起步较晚,虽然呈现快速追赶之势,但是仍然略落后于美国。伴随着量子比特数的增加,量子技术领域的发展可以划分为三个阶段,第一个阶段到1-10个量子比特,可实现量子通讯。第二个阶段到10-100个量子比特,可实现量子感知。第三个阶段到超过100个量子比特,进入量子计算阶段。而当前的研究已经进入了量子感知阶段,量子通信目前已经有了一些实际的应用,而量子计算还仅仅处于演示阶段,未创造出有实用价值的量子计算机。在量子信息的几大应用中,量子保密通信是目前唯一进入实用阶段的量子信息应用。 作为国家战略性产业,量子通信产业的发展受到了国家战略、技术引领、产业推动、工程建设等多个方面政策的支持,出现在了《十三五国民经济和社会发展规划》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》等重要的国家规划中,同时发改委也将国家广域量子保密通信骨干网络建设一期工程列入到了2018年新一代信息基础设施建设工程拟支持项目名单之中。在2019年最新出台的《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》中,量子信息也成为了长三角未来规划布局产业重点。 在商业应用方面,量子保密通信目前已经应用到了政府、金融、电力、国防、互联网等行业。仅就银行业来看,前期就已经有多家银行实施了人民币跨境支付管理系统、同城数据备份加密传输、银行业威胁信息共享平台等量子保密通信产品和应用。按照英国政府科学办公室的研究报告中描绘的量子通信应用发展趋势,目前量子通信应用还处于早期的应用阶段。未来随着组网技术的成熟和终端设备的小型化、移动化,量子通信的应用还将扩展到电信网、企业网、个人与家庭、云存储等领域,长期有望产生量子云计算、量子传感网等一系列全新应用,真正进入量子互联网时代。