Technologia
Pierwsza w historii kwantowa symulacja komputerowa wiązań chemicznych

Przyszłość jest już dziś. Naukowcom z Australii udało się przeprowadzić pierwszy w historii pokaz pracy wielokubitowego systemu obliczeń na przykładzie chemii kwantowej.

Prace nad budową pierwszego uniwersyteckiego komputera kwantowego trwają w pocie czoła. I chociaż wciąż ta technologia jest w powijakach, właśnie dokonano sporego przełomu na tym polu. Uzyskał go międzynarodowy zespół inżynierów pod przewodnictwem doktora Corneliusa Hempela z Uniwersytetu w Sydney.

Przeprowadzono tam obliczenia z dziedziny chemii kwantowej na systemie uwięzionych jonów, który jest jednym z wiodących platform sprzętowych służących do opracowania uniwersalnego komputera kwantowego. Wyniki badań opublikowano na łamach najnowszego wydania prestiżowego magazynu Physicial Review X, wydawanego przez American Physical Society.

Komputery kwantowe pozwolą nam nie tylko modelować wiązania chemiczne i zachodzące reakcje w niedostępny dotąd sposób, ale przede wszystkim otworzą przed nami zupełnie nowe możliwości poznania i zrozumienia funkcjonowania materii i całego Wszechświata.

Pierwsza w historii kwantowa symulacja komputerowa wiązań chemicznych. Fot. IQOQI Innsbruck.

Obliczenia, które dziś zajmują najszybszym na świecie superkomputerom kilka dni, komputery kwantowe wykonają w kilka sekund. Z ich pomocą będziemy mogli szybciej i skutecznej poszukiwać śladów życia w kosmosie, opracowywać leki na najgroźniejsze choroby i tworzyć materiały i technologie, które nie do poznania odmienią nasze codzienne życie.

Naukowcy z Australii w swoim modelowaniu wykorzystali 20-kubitowy system obliczeniowy, na którym uruchomili kwantowo-klasyczny algorytm hybrydowy VQE, symulujący wiązania energetyczne wodoru cząsteczkowego i wodorku litu.

Te cząstki miały posłużyć jako testery do sprawdzenia poprawności działania komputera kwantowego. Efekt zaskoczył naukowców. Urządzenie perfekcyjnie symulowało wiązania, co pokazuje, że prace podążają w dobrym kierunku.

Teraz fizycy chcą wykonać kolejne symulacje. Pozwolą one z czasem udoskonalić algorytmy, aby można było wyeliminować pojawiające się błędy. Chociaż rozwój komputerów kwantowych jest jeszcze w powijakach, to takie eksperymenty zbliżają nas do dnia, w którym zaczną mieć one praktyczne zastosowanie.

Źródło: GeekWeek.pl/Science Daily / Fot. IQOQI Innsbruck/Pexels