8月3日消息，IBM量子计算研究团队宣布已完成三项实验演示，声称实现了量子优势——即量子计算机在特定任务上的表现超越经典计算机。三项实验均在IBM Quantum Heron R3量子处理器上进行，相关论文以预印本形式发表，尚未经过同行评审。 对化学领域最具意义的突破在于量子计算模拟能力。自然界的本质是量子的，这使得量子计算机在建模材料和分子行为方面具有天然优势。经典计算化学方法如密度泛函理论（DFT）必须将复杂的量子行为翻译为经典硬件可处理的方程，随着体系复杂度增加，这种翻译愈发困难，不得不在精度、速度和成本之间做出权衡。量子优势则有望在不妥协的情况下模拟这些过程。 瑞士联邦理工学院（ETH Zurich）计算机科学家Dominik Hangleiter（未参与IBM实验）指出：最好的例子是模拟量子材料和破解某些密码系统。量子计算机不仅能比经典计算机更精确地建模体系，还能模拟经典计算力所不及的系统。 当前量子计算机仍然存在噪声大、易出错、易丢失信息等问题，经典计算机在建模方面仍占优势。但IBM的这三项演示标志着量子计算在特定问题上首次展示了超越经典计算的实证证据。对于催化剂设计、新材料发现、药物分子筛选等计算化学核心应用场景，量子优势的实现将带来根本性的计算能力提升。 化工和制药行业对计算化学的依赖度极高——从催化剂活性位点的电子结构计算到药物-靶点结合自由能预测，均受限于经典计算的近似精度。IBM的突破如果得到同行评审确认，将加速量子计算在工业化学研发中的应用进程，缩短从分子设计到实验验证的周期。 （来源：C&EN）