Kvantecomputing

Kvantealgoritmer kan undersÃļge stÃļrre molekyler

mm
Udgivet den
Opdateret den
FÃļj Unite.AI til dine foretrukne kilder pÃĨ Google

Et team pÃĨ Helmholtz-Zentrum Berlin fÞr Materialien und Energie (HZB) kunne beregne elektronbaner og deres dynamiske udvikling pÃĨ eksemplet pÃĨ en lille molekyle efter en laserpuls-excitering. IfÃļlge eksperterne kunne denne metode hjÃĶlpe med at undersÃļge stÃļrre molekyler, som ikke kan beregnes med konventionelle metoder.

Den nye udvikling hjÃĶlper med at fremme kvantecomputere, som kunne drastisk reducere beregningstiderne for komplekse problemer.

Forskningen blev offentliggjort i Journal of Chemical Theory and Computation.

Udvikling af kvantalgoritmerne

Annika Bande leder en gruppe pÃĨ teoretisk kemi pÃĨ HZB.

“Disse kvantecomputer-algoritmer blev oprindeligt udviklet i en helt anden kontekst. Vi brugte dem her for fÃļrste gang til at beregne elektron-tÃĶtheder af molekyler, sÃĶrligt ogsÃĨ deres dynamiske udvikling efter excitering med et lys-puls,” siger Bande.

Fabian Langkabel er en del af gruppen.

“Vi udviklede en algoritme for en fiktiv, helt fejlfri kvantecomputer og kÃļre den pÃĨ en klassisk server, der simulerer en kvantecomputer med ti Qbits,” siger Langkabel.

Teamet af videnskabsmÃĶnd begrÃĶnsede deres studie til mindre molekyler, hvilket gjorde det muligt for dem at udfÃļre beregningerne uden en rigtig kvantecomputer. De kunne ogsÃĨ sammenligne dem med konventionelle beregninger.

Fordele over konventionelle metoder

Kvantalgoritmerne producerer de resultater, teamet var pÃĨ udkig efter. I modsÃĶtning til konventionelle beregninger kunne kvantalgoritmerne beregne stÃļrre molekyler med fremtidige kvantecomputere.

“Dette har at gÃļre med beregningstiderne. De Ãļges med antallet af atomer, der udgÃļr molekylet,” fortsÃĶtter Langkabel.

NÃĨr det kommer til konventionelle metoder, Ãļges beregningstiden med hver yderligere atom. Men dette er ikke tilfÃĶldet for kvantalgoritmer, da de bliver hurtigere med hver yderligere atom.

Den nye studie demonstrerer, hvordan man kan beregne elektron-tÃĶtheder og deres “respons” pÃĨ exciteringer med lys i forvejen. Den bruger ogsÃĨ meget hÃļje rumlige og tidsmÃĶssige oplÃļsninger.

Metoden gÃļr det muligt at simulere og forstÃĨ ultra-hurtige henfaldsprocesser, som er vigtige for kvantecomputere bestÃĨende af “kvante-punkter”. Den gÃļr det ogsÃĨ muligt at gÃļre forudsigelser om de fysiske eller kemiske egenskaber af molekyler, som kan ske under absorption af lys og overfÃļrsel af elektriske ladninger.

Alt dette hjÃĶlper med at fremme udviklingen af fotokatalysatorer til produktion af grÃļnt brint med sollys, og det giver bedre indsigt i processerne i lys-fÃļlsomme receptor-molekyler i Ãļjet.

mm

Alex McFarland er en AI-journalist og forfatter, der udforsker de seneste udviklinger inden for kunstig intelligens. Han har samarbejdet med talrige AI-startups og publikationer verden over.