Quantinuum 的量子化学团队与TotalEnergies 合作，提交了一份新的论文，详细介绍了量子计算机在缓解气候变化方面的潜在用途。碳捕获和封存是材料发现过程的重要部分，这一研究的成功也意味着，该团队已经做好了使用量子计算模拟材料的准备。
在这项工作中，研究团队汇集了碳捕获和量子计算的世界。他们开发了一种量子计算方法，描述了分子二氧化碳与正在积极研究碳捕获的材料的结合，称为金属有机框架或 MOF。这一系列材料具有重大的科学意义，因为它们能够以低能量需求吸收二氧化碳。
这些合成材料是多孔的，这使它们能够与二氧化碳分子结合。MOF 可以比作“分子乐高”，因为它们可以采用许多不同的配置，从而产生特定的孔径和反应性。它们原则上可用于设计具有特定特性的材料。
使用经典计算机对这些系统进行建模通常会产生不精确的解决方案。使用一种新颖的量子方法，该团队为潜在地克服经典方法的一些限制打开了大门。由于可以处理多体相互作用的自然方式，以及计算空间的庞大规模，量子计算是对此类系统进行建模的自然未来替代方案。
今天的量子计算机（嘈杂的、中等规模的量子机器或 NISQ 机器）受到可用于计算的量子比特数量的限制，并且计算容易被错误所淹没。因此，对 MOF 等复杂材料进行建模具有挑战性。这篇论文所代表的突破是使用碎片化策略来分解计算任务，提供了一种结合量子和经典计算方法的鲁棒和通用的方法。
这项工作揭示了当今的量子计算机对复杂的多体相互作用进行建模的方式可以增加我们对MOF-CO2 系统的理解。它可能会加速我们使用量子计算机解决可能在应对气候变化方面发挥重要作用的挑战的能力。
Quantinuum 首席执行官Ilyas
Quantinuum 首席执行官Ilyas：“本文与全球领先的碳捕获和存储技术开发商之一 TotalEnergies 合作发表，标志着备受期待的量子化学领域的一个重要里程碑。混合团队TotalEnergies 和 Quantinuum 的科学家们展示了一种使用当今量子计算机在政府间气候变化专门委员会表示将在稳定大气温室气体浓度方面发挥重要作用的空间进行材料科学研究的方法。这就是量子计算机的工作未来有加速发展的潜力。”
相关链接
https://www.quantinuum.com/pressrelease/on-the-arxiv-modeling-carbon-capture-with-quantum-computing
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