क्वांटम एल्गोरिदम बड़े अणुओं की जांच कर सकते हैं

हेल्महोल्टज़-ज़ेंट्रम बर्लिन फür मैटेरियलेन उंड एनर्जी (HZB) में एक टीम ने एक छोटे से अणु के उदाहरण पर एक लेजर पल्स उत्तेजना के बाद इलेक्ट्रॉन कक्षाओं और उनके गतिशील विकास की गणना करने में सक्षम थी। विशेषज्ञों के अनुसार, यह विधि उन बड़े अणुओं की जांच करने में मदद कर सकती है जिन्हें पारंपरिक विधियों से गणना नहीं की जा सकती है।

यह नया विकास क्वांटम कंप्यूटरों को आगे बढ़ाने में मदद करता है, जो जटिल समस्याओं के लिए गणना समय को काफी कम कर सकते हैं।

शोध को जर्नल ऑफ केमिकल थ्योरी एंड कंप्यूटेशन में प्रकाशित किया गया था।

क्वांटम एल्गोरिदम विकसित करना

अनिका बांडे एचजेडबी में सैद्धांतिक रसायन विज्ञान पर एक समूह का नेतृत्व करती हैं।

“इन क्वांटम कंप्यूटर एल्गोरिदम को मूल रूप से एक完全 अलग संदर्भ में विकसित किया गया था। हमने उन्हें पहली बार अणुओं के इलेक्ट्रॉन घनत्व की गणना करने के लिए उपयोग किया, विशेष रूप से उनके गतिशील विकास के साथ-साथ प्रकाश पल्स द्वारा उत्तेजना के बाद,” बांडे कहते हैं।

फैबियन लैंगकाबेल समूह का एक हिस्सा है।

“हमने एक काल्पनिक, पूरी तरह से त्रुटि-मुक्त क्वांटम कंप्यूटर के लिए एक एल्गोरिदम विकसित किया और इसे एक क्लासिकल सर्वर पर चलाया जो 10 क्यूबिट्स के क्वांटम कंप्यूटर का अनुकरण करता है,” लैंगकाबेल कहते हैं।

वैज्ञानिकों की टीम ने अपने अध्ययन को छोटे अणुओं तक सीमित रखा, जिससे उन्हें वास्तविक क्वांटम कंप्यूटर के बिना गणना करने में सक्षम बनाया गया। वे उन्हें पारंपरिक गणनाओं के साथ भी तुलना कर सकते थे।

पारंपरिक विधियों पर लाभ

क्वांटम एल्गोरिदम टीम द्वारा देखे गए परिणामों का उत्पादन करते हैं। पारंपरिक गणनाओं के विपरीत, क्वांटम एल्गोरिदम भविष्य के क्वांटम कंप्यूटरों के साथ बड़े अणुओं की गणना कर सकते हैं।

“इसका संबंध गणना समय से है। वे अणु के गठन वाले परमाणुओं की संख्या के साथ बढ़ते हैं,” लैंगकाबेल जारी रखते हैं।

जब पारंपरिक विधियों की बात आती है, तो गणना समय प्रत्येक अतिरिक्त परमाणु के साथ गुणा हो जाता है। लेकिन क्वांटम एल्गोरिदम के लिए ऐसा नहीं है, क्योंकि वे प्रत्येक अतिरिक्त परमाणु के साथ तेजी से हो जाते हैं।

नई अध्ययन प्रकाश में उत्तेजना के लिए इलेक्ट्रॉन घनत्व और उनकी “प्रतिक्रिया” की गणना करने के लिए प्रदर्शित करता है। यह बहुत उच्च स्थानिक और समय संकल्प का भी उपयोग करता है।

विधि “क्वांटम डॉट्स” से बने क्वांटम कंप्यूटरों के लिए महत्वपूर्ण अल्ट्राफास्ट डिके प्रक्रियाओं की गणना और समझने में सक्षम बनाती है। यह प्रकाश के अवशोषण और इलेक्ट्रिकल चार्जों के स्थानांतरण के दौरान होने वाले अणुओं के भौतिक या रासायनिक व्यवहार के बारे में भविष्यवाणियां करने में भी सक्षम बनाता है।

यह सब सूरज की रोशनी के साथ हरित हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए फोटोकैटेलिस्ट्स के विकास को सुविधाजनक बनाने में मदद करता है, और यह आंख में प्रकाश-संवेदनशील रिसेप्टर अणुओं में प्रक्रियाओं के बारे में बेहतर अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।