
Британско-американская группа физиков, включающая в себя экспертов из Google и Университета Калифорнии, впервые провела эксперимент про масштабируемому квантовому моделированию молекулы водорода. В работе авторы использовали двухкубитный квантовый вычислитель и обошлись без ресурсоемкой предварительной компиляции алгоритмов. Исследование опубликовано в журнале Physical Review X, кратко о нем сообщает блог компании Google.В основе эксперимента лежит вариационный алгоритм поиска собственных решений с помощью квантового компьютера (VQE), который, по словам ученых, представляет собой квантовую нейросеть. Как и любая нейросеть, она содержит массу изменяемых параметров, которые можно подбирать с помощью обучения, но традиционные нейросети при этом моделируют классические системы, а квантовые, соответственно, квантовые системы.С помощью этого метода ученые рассчитали, как меняется энергия молекулы водорода (H2) в зависимости от расстояния между атомами водорода в ней. Эти вычисления — частный случай решения задачи об электронной структуре молекул. Зная как устроены электроны в основном состоянии молекулы можно предсказать скорость, с которой будут протекать химические реакции. Однако это требует высокой точности вычислений энергии. С ростом количества атомов в молекуле время, требующееся для расчета на классическом компьютере растет экспоненциально. Как описывает блог Google, если на расчет энергии основного состояния метана (CH4) уходит одна секунда, то на этан (C2H6) потребуется минута, а на пропан (C3H8) — целый день расчетов.В системе использовались сверхпроводящие кубиты, охлажденные до температуры в 20 милликельвинов. Каждый кубит представлял собой сверхпроводящий квантовый интерферометр (известный как SQUID) и конденсатор. 
