الحوسبة الكمومية
يمكن أن تحقق الخوارزميات الكمومية جزيئات أكبر
تمكن فريق في Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) من حساب المدارات الإلكترونية وتطورها الديناميكي على سبيل المثال جزيئة صغيرة بعد تنبيغ بالليزر. ووفقًا للخبراء ، يمكن أن تساعد هذه الطريقة في التحقيق في الجزيئات الأكبر التي لا يمكن حسابها بالطرق التقليدية.
تساعد التطور الجديد على تقدم الحواسيب الكمومية ، والتي يمكن أن تقطع زمن الحوسبة للتحديات المعقدة بشكل كبير.
تم نشر البحث في Journal of Chemical Theory and Computation.
تطوير الخوارزميات الكمومية
تترأس آنيكا باندة مجموعة الكيمياء النظرية في HZB.
“تم تطوير هذه الخوارزميات الكمومية في سياق مختلف تمامًا. لقد استخدمناها هنا لأول مرة لحساب كثافات الإلكترونات للجزيئات ، ولا سيما تطورها الديناميكي بعد التنبيغ بواسطة نبضة ضوئية” ، يقول باندة.
فابيان لانكابيل جزء من المجموعة.
“لقد طوّرنا خوارزمية لحاسوب كمومي خيالي ، خالي من الأخطاء ، و chạyها على خادم كلاسيكي محاكي لحاسوب كمومي من 10 قubits” ، يقول لانكابيل.
قامت مجموعة العلماء بتحديد دراستهم على الجزيئات الصغيرة ، مما مكنهم من أداء الحسابات بدون حاسوب كمومي حقيقي. كما يمكنهم مقارنتها بالحسابات التقليدية.
المنافع على الطرق التقليدية
تنتج الخوارزميات الكمومية النتائج التي كان الفريق يبحث عنها. على عكس الحسابات التقليدية ، يمكن للخوارزميات الكمومية حساب الجزيئات الأكبر مع حواسيب كمومية مستقبلية.
“هذا يتعلق بأوقات الحساب. إنها تزيد مع عدد الذرات التي تتكون منها الجزيئة” ، يواصل لانكابيل.
عندما يتعلق الأمر بالطرق التقليدية ، تزداد وقت الحوسبة مع كل ذرة إضافية. لكن هذا ليس هو الحال للخوارزميات الكمومية لأنها تصبح أسرع مع كل ذرة إضافية.
تظهر الدراسة الجديدة كيفية حساب كثافات الإلكترونات و “استجابتها” للتحفيزات بالضوء مسبقًا. كما أنها تستخدم حلولًا مكانية وزمنية عالية جدًا.
تجعل الطريقة من الممكن محاكاة وفهم عمليات الاضمحلال الفائق السرعة ، والتي هي مهمة للحواسيب الكمومية المكونة من “نقاط كمومية”. كما أنها تجعل من الممكن التنبؤ بالسلوك الفيزيائي أو الكيميائي للجزيئات ، والتي يمكن أن تحدث خلال امتصاص الضوء ونقل الشحنات الكهربائية.
كل هذا يساعد على تسهيل تطوير المحفزات الضوئية لإنتاج الهيدروجين الأخضر بالضوء الشمسي ، ويقدم رؤية أفضل للعمليات في الجزيئات المستقبلة الحساسة للضوء في العين.
