量子化学

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美日科研成果 量子计算与传统超算联袂模拟分子行为
环球网资讯· 2025-07-08 10:00
量子计算与超级计算机协同模拟 - IBM与日本理化学研究所科学家合作,成功利用量子计算机与超级计算机联合模拟多种分子的量子行为,包括氮分子及两种铁硫化合物 [1] - 采用127个量子比特协同工作,量子计算机负责核心运算,超级计算机担任"质检员"角色,及时修正计算误差 [1] - 空间量子动力学算法实现创新突破,超级计算机在检测到电子数异常时指导量子计算机重新计算 [1] 技术进展与行业评价 - IBM量子计划副总裁指出混合模式虽未超越超级计算机独立性能,但已具备与传统方法竞争的实力 [2] - 计算化学权威肯尼思·莫瑞兹团队改良算法可模拟溶液环境中的分子,使化学实验建模更贴近现实 [2] - 专家预测算法优化后,量子-经典计算机组合有望在一年内展现显著优势 [2] 行业竞争格局 - 英伟达已开发支持混合计算的软件平台 [2] - 微软强调量子计算、超级计算与人工智能的融合将重塑化学和材料科学领域 [2] 技术优化方向 - 日本理化学研究所实验室升级搭载错误率更低的IBM新型量子处理器 [2] - 研究团队同时优化空间量子动力学算法和提升"鹭"量子计算机与"富岳"超级计算机的协同效率 [2]
新研究:生物体系中的质子转移受量子力学影响
新华社· 2025-05-16 21:59
量子生物学研究突破 - 以色列研究发现质子转移过程不仅受化学因素影响,还显著受电子自旋这一量子特性作用,为理解细胞内能量和信息传递提供新物理视角 [1] - 实验证实向溶菌酶晶体注入特定自旋方向电子会显著降低质子迁移率,直接证明生物系统中电子自旋与质子转移存在耦合关系 [1] - 该发现挑战了将质子转移视为纯粹化学过程的传统观点,表明生命体系能量与信息传递可能比先前认为的更具选择性和可控性 [2] 手性分子机制 - 研究揭示新机制与量子化学中"手性诱导的自旋选择性"效应一致,描述特定手性分子如何与不同自旋电子选择性相互作用 [2] - 手性分子在生物系统广泛存在,蛋白质、糖、DNA和RNA的基本单元如氨基酸、单糖和核苷酸均以单一手性存在 [1] 跨学科应用前景 - 研究为量子物理学与生物化学融合提供重要例证,印证生命现象中蕴含量子机制的可能性 [2] - 该耦合机制有助于开发控制细胞内信息传递的新型仿生技术,开辟量子生物学和仿生技术新研究方向 [1][2] - 实验局限在于使用纯化溶菌酶晶体,尚不清楚现象在活细胞复杂环境中的作用机制 [2]