אלגוריתמים קוונטיים יכולים לחקור מולקולות גדולות יותר

צוות ב- Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) הצליח לחשב את מסלולי האלקטרונים ואת התפתחותם הדינמית בדוגמה של מולקולה קטנה אחרי הפעלת אימפולס לייזר. לפי המומחים, שיטה זו יכולה לעזור לחקור מולקולות גדולות יותר שלא ניתן לחשב אותן בשיטות מסורתיות.

הפיתוח החדש מסייע לקדם מחשבים קוונטיים, שיכולים לקצר באופן משמעותי את זמני החישוב עבור בעיות מורכבות.

המחקר פורסם ב- Journal of Chemical Theory and Computation.

פיתוח האלגוריתמים הקוונטיים

אניקה באנדה מובילה קבוצה בכימיה תאורטית ב- HZB.

“אלגוריתמים אלו של מחשבים קוונטיים פותחו במקור בהקשר אחר לגמרי. השתמשנו בהם כאן לראשונה כדי לחשב צפיפויות אלקטרונים של מולקולות, במיוחד גם את התפתחותן הדינמית אחרי עירור על ידי פולס אור,” אומרת באנדה.

פביאן לנגקאבל הוא חלק מהקבוצה.

“פיתחנו אלגוריתם למחשב קוונטי בדיוני, ללא שגיאות, וריצנו אותו על שרת קלאסי המדמה מחשב קוונטי של עשרה Qbits,” אומר לנגקאבל.

צוות המדענים הגביל את המחקר שלהם למולקולות קטנות, מה שאיפשר להם לבצע את החישובים ללא מחשב קוונטי אמיתי. הם יכלו גם להשוות אותם עם חישובים מסורתיים.

יתרונות על פני שיטות מסורתיות

האלגוריתמים הקוונטיים מייצרים את התוצאות שאתם הקבוצה חיפשה. לא כמו חישובים מסורתיים, האלגוריתמים הקוונטיים יכולים לחשב מולקולות גדולות יותר עם מחשבים קוונטיים עתידיים.

“זה קשור לזמני החישוב. הם גדלים עם מספר האטומים המרכיבים את המולקולה,” ממשיך לנגקאבל.

כאשר מדובר בשיטות מסורתיות, זמן החישוב משוכפל עם כל אטום נוסף. אבל זה לא המצב עם אלגוריתמים קוונטיים, שהופכים למהירים יותר עם כל אטום נוסף.

המחקר החדש הוא כיצד לחשב צפיפויות אלקטרונים ואת “התגובה” שלהם לעירורים עם אור מראש. הוא גם משתמש ברזולוציות מרחביות וזמניות גבוהות מאוד.

השיטה מאפשרת לדמות ולהבין תהליכים של דעיכה אולטרה-מהירה, שחשובים עבור מחשבים קוונטיים המורכבים מ-“נקודות קוונטיות”. היא גם מאפשרת ל