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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18日 11:40

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2020年05月21日 11:45

租客网:没有不可治愈的伤痛,没有不可结束的沉沦

2020庚子年疫情防控战在全国打响的同时,对于众多企业而言,也是一场牵一发而动全身的战役。疫情的爆发,带来的不仅是生离死别的苦楚,更多的是,灾难之后的企业的“孤军奋战”和无法重建,这是一场企业与员工共存的生死之战:员工担心失业,企业主担心运转不良,每个人都被卷入了这场疫情风暴中。根据《中欧商业评论》的《清华、北大联合调研995家中小企业,如何穿越3个月的生死火线》的报道,账上现金余额能维持企业生存的时间,67.1%的企业可以维持2个月,85.01%的企业最多维持3个月,只有9.96%的企业能维持6个月以上。时代的一粒灰,落在个人头上,就是一座山疫情之下的企业众生相,不禁让人唏嘘:2月3日,A股在春节假期后开市,沪深两股有3000多股近乎跌停,哀鸿遍野;2月6日,已经成立13年的知名IT培训机构“兄弟连教育”北京校区停止招生,员工全部遣散;2月9日北京“K歌之王”与全部员工、200多名员工解除劳动合同;2月10日,复工第一天,新潮传媒创始人兼CEO张继学宣布裁员500人自救.......疫情的延续必然带来经济的萧条,企业该如何自救?疫情之下,企业如何提高风险能力——萧条是企业再发展的飞跃台1、全员营销——让员工与企业成为风险共同体全员营销是一种以市场为中心,整合企业资源和手段的科学管理理念,很多大型工业企业采用后取得了不凡的成效。即指企业对企业的产品、价格、渠道、促销(4P)和需求、成本、便利、服务(4C)等营销手段和因素进行有机组合,达到营销手段的整合性,实行整合营销。同时全体员工以市场和营销部门为核心,研发、生产、财务、行政、物流等各部门统一以市场为中心,以顾客为导向开展工作,实现营销主体的整合性。全员营销将企业与员工紧紧捆绑在一起,培养员工的荣誉意识,调动员工的财富渴求,企业的“孤军奋战”将变成“众志成城”,将给企业带来众多良性发展与变化:n企业以产品为中心向以市场为中心转化,生产贸易型向市场经营型跨越n企业的营销部门更加专业化,单一的广告轰炸策略向整合营销传播转化,实现各种营销手段优化组合的整合营销n企业整体组织实现市场化,活化了企业的整体潜能,全员营销迫使企业适应市场要求,解决员工的惰性和小农思维,以结果为导向,硬性考核与软性监督相辅相成,促进企业内部组织更新优化升级,n以市场为龙头,将带动企业内部快速向现代企业理念和制度靠近;同时能够降低企业生产成本和运营成本,内部服务社会化,便于制造企业向集团化发展。2、彻底削减成本、控制利润——让企业紧紧抓住“现金流”巴菲特在现金流上的最著名的评论是:“现金是氧气,99%的时间你不会注意它,直到它没有了。”抓现金流,是企业永恒的主题。在形势好的时候,有收入就有利润,但是在疫情的“寒冬”时期,市场竞争变化、环境资源变化,导致很多企业资金紧张,现金流遇到严峻的考验。面对这种极其特殊的疫情,企业将面临更为严重的挑战,现金流不够、经营效率不高的企业,将在严峻的市场形势面前率先出局。那么,企业该如何抓紧现金流?现金流最主要增量来源于净利润要改善现金流,收入一定要尽可能增加,成本一定要尽可能控制,这样才能通过“剪刀差”来改善盈利。在现在这种情况下,仍然要想方设法挖掘增长空间,哪怕放弃一些毛利空间(比如降低、促销、买赠),也要增加收入。一定要控制并尽可能减少应收帐款净利润并非必然产生现金流,很大的原因就是销售收入中出现了较多的应收帐款,通俗的说,你收到的是一个“数字”而非“现金”。本身现金流就不太乐观的企业,必须更严格的管理,同时看是否能够与银行等金融机构进行合作,通过专业第三方进行信贷化处理。彻底控制削减企业内部的成本、费用成本、费用的节省是最直接改善利润、增加现金流的做法。企业内部要通过对各种成本、费用项的分析,不断加强成本率、费用率的控制,不断缓解经营压力。如企业可大力发展全民合伙人,放大员工的个体能力,降低企业用工成本和用工风险重视库存管理这个库存,不不只是自身的库存,还包括经销商的库存(哪怕是经销商买断的货物),甚至上游的库存(哪怕是下单才计数、由供应商负责的库存),因为最终这些价值链上的库存都会影响企业的经营。不能通过应付账款的延长增加现金流在能够与供应商达成共识的情况下,我们当然可以设定一定的应付帐期,但不可盲目、简单地延长应付帐期把压力传递给供应商,需要根据现实情况、双方的议价能力、供应商的合作情况进行安排。3、构建良好的员工关系——搭建企业和员工之间的桥梁员工关系以员工为中心,构建在人力资源管理的整体机制之下,通过绩效管理、薪酬管理等各种制度发挥作用,尤其是在疫情之下,唯有合力营造企业内部良好的员工关系,维系组织与员工、员工与员工之间正面的心理契约,才能够为企业的健康成长和持续发展提升提供有力保障。如何构建良好的员工关系?员工关系管理的核心是在企业和员工之间建立一种“沟通”、“信任”的关系。最根本是企业一把手真正的把员工当成自己人,把员工关系提升到一个绝对的高度,真正的重视员工关系,让员工真正的相信企业。和谐的员工关系是企业在发展做大做强时所必需的,和谐的员工关系最终能形成企业自身的一种他人无法复制的强大的竞争实力!4、产业互联网——重新定义企业竞争,在变化中应对变化疫情之下,从对国民经济发展的影响来看,产业互联网的意义要比消费互联网更为重大。企业借力互联网,应用大数据、云计算、人工智能等技术,传统企业可以更好地设计满足消费者需求的产品、更有效地组织生产、更快捷地实现产品的流通和销售,从整体上优化组织结构、提升生产效率。产业互联网模式将重新定义行业、产品、组织,也将重新定义竞争。企业只有在变化中应对变化。在产业互联网时代,企业发展只有两个方向。首先是平台化企业,在产业领域通过多种方式做大做强,贯通产业链上下游,提高效率,最终形成行业巨无霸。企业拥有足够的上下游资源,才能够打造产业互联网平台。第二个选项是细分市场的“小而美”企业,聚焦打造产业链条上的精准一个小点,一个细分产品,占有大部分的市场份额,这样的企业在产业链整合过程中,将继续占据优势地位。产业互联网时代的竞争,将是生态圈之间的竞争。企业发展也要有发展的眼光,不仅要从现在看,还要能站在十年后看趋势,用互联网技术来重新构造整个产业链条,了解用户,创新场景,赋能产业链上下游企业。租客网全民合伙人,在智能化的供需配置器支持下,能够快速洞察不同用户群同类需求的特点及趋势,面向市场为8.3亿网民,以及14亿人口,可满足需求跨产业的要素融合市场,能够帮助企业整内部生产运营提供匹配的供给,借助互联能跨产业获取生产要素来更好地满足企业需求,降低企业用工成本及用工风险,让企业与员工两者成为共生共赢的关系。覆巢之下,安有完卵?疫情笼罩,无人可以置身事外,也无人可以全身而退。但此次抗击疫情不仅仅是一场全民战争,更是一场中华民族伟大复兴中的关键一役!企业只有坚强的活下去,才能拥有足够的能力和实力去履行企业的社会责任,员工只有和企业并肩作战才能保证自己和家人的安定,为了国泰民安,为了阖家团圆,上下一心,我们有必胜的信念和意志!太宰治说:先试再说吧!破局之后,亦有春天来到!租客网

2020年04月20日 11:41