Эти проблемы невозможно решить с помощью любых доступных в настоящее время суперкомпьютеров. Такой квантовый алгоритм способствует ускорению практического внедрения квантовых компьютеров.
В настоящее время химия и физика пытались предсказать сложные химические реакции, используя подходы Full-CI с 1929 года, но до сих пор ни разу не добились успеха. Теперь расчеты Full-CI потенциально способны предсказывать химические реакции, а новый подход Full-CI, подходящий для предсказания физико-химических свойств, уже реализован на квантовых компьютерах. Теперь исследовательская группа OCU установила возможную методологическую реализацию «наблюдаемых на квантовых компьютерах», таких как вычисление спиновых квантовых чисел произвольных волновых функций, что является важной проблемой в квантовой химии.
Они сказали: «Как утверждал Дирак в 1929 году, когда была создана квантовая механика, точное применение математических теорий для решения SE приводит к уравнениям, слишком сложным, чтобы их можно было решить1.
Фактически, количество переменных, которые должны быть определены в методе Full-CI, растет экспоненциально по сравнению с размером системы, и оно легко достигает астрономических цифр, таких как экспоненциальный взрыв. Например, размерность расчета Full-CI для молекулы бензола C6H6, в которой задействовано всего 42 электрона, составляет 1044, что невозможно обработать никакими суперкомпьютерами.
Что еще хуже, молекулярные системы в процессе диссоциации характеризуются чрезвычайно сложной электронной структурой (многоконфигурационная природа), и соответствующие численные расчеты невозможны на каких-либо суперкомпьютерах. Помимо этих внутренних трудностей, возникла трудная проблема в новых областях, таких как определение физических величин, относящихся к квантовой химии, на квантовых компьютерах."