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人工智能和量子计算加速了华盛顿大学的材料开发
新的计算技术 - 包括人工智能和量子计算 - 使华盛顿大学的研究人员能够设计独特且复杂的量子材料。
来源:华盛顿大学量子材料是一类具有特殊性质的奇特材料，受量子力学而非经典物理学控制。这些特性——比如超导性、纠缠和不寻常的磁性——通常起源于晶体内部原子的微小重复模式，但通过巧妙的工程，它们可以在更人性化的尺度上观察和控制。量子材料正在帮助推动快速发展的量子计算领域，并可能进入下一代节能电子产品。
然而，从原子尺度设计新材料需要大量的建模和模拟。有些材料在被视为小原子簇时可能看起来很普通，但当它们的原子构建块在更大的距离上重复和相互作用时，它们就会展现出新的有用的特性。研究人员必须能够准确预测大规模的行为，以便找到具有实际应用的材料——否则设计新材料就是一个缓慢且成本高昂的试错过程。
在过去的 50 年里，超级计算机帮助材料科学家解决了一些棘手的预测问题，但华盛顿大学最近的两项研究展示了更新的计算技术如何帮助研究人员寻找有前景的量子材料。第一项研究于 6 月 2 日发表在《美国国家科学院院刊》上，展示了研究人员如何使用人工智能来模拟数十片以复杂模式堆叠的原子，这一过程会产生复杂且潜在有用的量子行为。 6 月 8 日发表在《自然通讯》上的文章展示了量子计算机如何通过发现本身可以成为未来量子计算机组件的新材料来创建自我改进的设计循环。
作者感谢亚马逊和能源部的支持。
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