خوارزميات الكموم قد تتحقق في جزيئات أكبر

تمكن فريق في Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) من حساب المدارات الإلكترونية وتطورها الديناميكي على مثال جزيئة صغيرة بعد تحفيزها bằng ليزر. ووفقًا للخبراء، يمكن أن يساعد هذا الأسلوب في التحقيق في الجزيئات الأكبر التي لا يمكن حسابها بالأساليب التقليدية.

المطور الجديد يساعد في تطوير الحواسيب الكمومية، والتي يمكن أن تقطع زمن الحسابات المعقدة بشكل كبير.

تم نشر البحث في مجلة النظرية والتحليل الكيميائي.

تطوير الخوارزميات الكمومية

تؤدي آنيكا باندة قيادة مجموعة في الكيمياء النظرية في HZB.

“تم تطوير خوارزميات الكمومية في سياق مختلف تمامًا. استخدمناها هنا لأول مرة لحساب كثافة الإلكترونات للجزيئات، وخاصة تطورها الديناميكي بعد التنشيط بواسطة نبضة ضوئية،” تقول باندة.

فابيان لانكابيل هو جزء من المجموعة.

“لقد طورنا خوارزمية لحاسوب كمومي خيالي، خالي من الأخطاء، و chạyها على خادم كلاسيكي محاكي لحاسوب كمومي من عشرة قubits،” يقول لانكابيل.

limited فريق العلماء دراستهم إلى الجزيئات الصغيرة، مما مكنهم من أداء الحسابات بدون حاسوب كمومي حقيقي. كما يمكنهم مقارنتها بالحسابات التقليدية.

المزايا على الأساليب التقليدية

تنتج الخوارزميات الكمومية النتائج التي كان الفريق يبحث عنها. على عكس الحسابات التقليدية، يمكن للخوارزميات الكمومية حساب الجزيئات الأكبر مع الحواسيب الكمومية في المستقبل.

“هذا يتعلق بأوقات الحساب. تزيد مع عدد الذرات التي تتكون منها الجزيئة،” يستمر لانكابيل.

عندما يتعلق الأمر بالأساليب التقليدية، تزداد وقت الحساب مع كل ذرة إضافية. لكن هذا ليس هو الحال للخوارزميات الكمومية، فهي تصبح أسرع مع كل ذرة إضافية.

تُظهر الدراسة الجديدة كيفية حساب كثافة الإلكترونات و”استجابتها” للتحفيزات الضوئية مسبقًا. كما أنها تستخدم قرارات مكانية وزمنية عالية جدًا.

تجعل هذه الطريقة من الممكن محاكاة وفهم عمليات الاضمحلال الفائقة السرعة، والتي هي مهمة للحواسيب الكمومية المكونة من “نقاط كمومية”. كما أنها تجعل من الممكن التنبؤ بسلوك الجزيئات الفيزيائي أو الكيميائي، الذي يمكن أن يحدث خلال امتصاص الضوء ونقل الشحنات الكهربائية.

كل هذا يساعد في تسهيل تطوير المحفزات الضوئية لإنتاج الهيدروجين الأخضر بالضوء الشمسي، ويقدم رؤية أفضل للعمليات في الجزيئات المستقبلية الحساسة للضوء في العين.