文丨浪味仙 排版丨浪味仙

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内容提要

美国量子计算公司 IonQ 宣布，其开发的量子–经典辅助场量子蒙特卡洛（QC-AFQMC）算法在复杂化学系统模拟中实现了前所未有的精度。这一成果在 2025 年量子世界大会（Quantum World Congress 2025）上首次亮相，被认为是量子计算迈向实际应用的重要里程碑。IonQ 表示，该算法能以极高精度计算原子级作用力，其结果远超现有经典方法。这项技术突破将推动从药物发现到脱碳技术开发的诸多领域，重新定义量子计算的现实价值。

01超越能量计算：原子作用力的精准模拟

IonQ 的创新集中于计算化学最关键的一环：原子间作用力的模拟。长期以来，研究者主要关注单点能量计算，而真正决定分子反应路径与材料性质的，则是作用力的动态变化。

IonQ 的 QC-AFQMC 算法成功跨越了这一技术障碍，能够在化学反应的关键节点精确计算核力。通过将这些数据整合入经典计算化学流程，研究人员能够更准确地追踪反应路径并优化能量变化模型。

研究团队表示，当该算法与传统方法结合使用时，其预测结果的精度显著提升，这意味着化学家可以更可靠地建模分子行为，为新药物分子设计、高效催化剂开发乃至能源材料研究提供更精确的基础数据。

02赋能脱碳：量子计算加速碳捕获材料设计

IonQ 的这项成果或将在碳减排领域带来革命性影响。准确的原子力模拟可用于分析不同材料对 CO₂ 的吸附机制，帮助设计出能更高效捕获并储存碳排放的材料。

“这项研究为量子计算增强化学模拟、助力脱碳技术发展指明了清晰的道路。”IonQ 董事长兼 CEO Niccolò de Masi 表示：“我们的工作超越了学术实验，展示了一种可直接集成至制药、电池与化工行业分子动力学流程的实用能力。”

例如，在工业领域常用的离子交换树脂或金属有机框架材料（MOFs），通过量子模拟可提前优化其结构与表面特性，从而显著提升碳捕获效率。随着这类材料研究的迭代，全球碳中和目标的实现将获得更有力的技术支撑。

03量子飞跃：IonQ 构建面向未来的算力蓝图

IonQ 的成功不仅是量子化学的重大突破，也反映出量子计算硬件能力的持续提升。公司已在 QC-AFQMC 算法研发上投入多年，此次展示验证了其量子系统的高精度与高稳定性。

IonQ 当前的旗舰系统，即 IonQ Forte 与 Forte Enterprise，已能够为客户提供高达 20 倍的性能提升。展望未来，公司计划在 2030 年前推出拥有 200 万量子比特的下一代量子计算机，打造全球最强的量子算力平台。

与此同时，IonQ 也在量子网络和量子传感技术上稳步推进，致力于构建未来的“量子互联网”。凭借技术创新与产业落地的双重优势，IonQ 已多次登上《财富》《新闻周刊》《福布斯》等榜单，被视为全球量子科技的领军企业。

04量子驱动未来：从实验室走向现实世界

IonQ 的 QC-AFQMC 算法，标志着量子计算在科学与工业领域的融合正加速进行。通过以原子级精度解析复杂分子力学，IonQ 不仅拓宽了量子化学研究的边界，也为碳捕获、材料创新和药物研发提供了全新的技术路径。

正如 de Masi 在大会总结中所说：“量子计算不再只是未来的想象，而是正在改变现实的力量。”

随着量子技术的快速成熟，这场“量子化学革命”正在从实验室迈向全球能源与科技的前沿，为解决人类最紧迫的挑战，从气候危机到健康创新，注入前所未有的算力动力。

Reference：1、https://ionq.com/news/ionq-quantum-computing-achieves-greater-accuracy-simulating-complex-chemical

2、https://quantumcomputingreport.com/ionq-and-hyundai-utilize-qc-afqmc-to-advance-accurate-nuclear-force-computations-for-materials-modeling/