Algoritma Kuantum Dapat Menganalisis Molekul yang Lebih Besar

Sebuah tim di Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) berhasil menghitung orbit elektron dan perkembangan dinamisnya pada contoh molekul kecil setelah eksitasi denyut laser. Menurut para ahli, metode ini dapat membantu menyelidiki molekul yang lebih besar yang tidak dapat dihitung dengan metode konvensional.

Pengembangan baru ini membantu memajukan komputer kuantum, yang dapat secara drastis mengurangi waktu komputasi untuk masalah yang kompleks.

Penelitian ini diterbitkan di Journal of Chemical Theory and Computation.

Mengembangkan Algoritma Kuantum

Annika Bande memimpin sebuah grup kimia teoretis di HZB.

“Algoritma komputer kuantum ini awalnya dikembangkan dalam konteks yang sama sekali berbeda. Kami menggunakan mereka di sini untuk pertama kalinya untuk menghitung kepadatan elektron molekul, terutama juga evolusi dinamis mereka setelah eksitasi oleh denyut cahaya,” kata Bande.

Fabian Langkabel adalah bagian dari grup.

“Kami mengembangkan algoritma untuk komputer kuantum fiksi yang sepenuhnya bebas dari kesalahan dan menjalankannya pada server klasik yang mensimulasikan komputer kuantum dengan sepuluh Qbit,” kata Langkabel.

Tim ilmuwan membatasi studinya pada molekul yang lebih kecil, yang memungkinkan mereka melakukan perhitungan tanpa komputer kuantum yang sebenarnya. Mereka juga dapat membandingkannya dengan perhitungan konvensional.

Kelebihan atas Metode Konvensional

Algoritma kuantum menghasilkan hasil yang dicari tim. Tidak seperti perhitungan konvensional, algoritma kuantum dapat menghitung molekul yang lebih besar dengan komputer kuantum di masa depan.

“Hal ini terkait dengan waktu perhitungan. Mereka meningkat dengan jumlah atom yang membentuk molekul,” lanjut Langkabel.

Saat menggunakan metode konvensional, waktu komputasi meningkat dengan setiap atom tambahan. Namun, hal ini tidak terjadi pada algoritma kuantum karena mereka menjadi lebih cepat dengan setiap atom tambahan.

Studi baru ini menunjukkan bagaimana menghitung kepadatan elektron dan “respon” mereka terhadap eksitasi dengan cahaya sebelumnya. Ini juga menggunakan resolusi spasial dan temporal yang sangat tinggi.

Metode ini memungkinkan untuk mensimulasikan dan memahami proses degradasi ultra cepat, yang penting untuk komputer kuantum yang terdiri dari “quantum dot.” Ini juga memungkinkan untuk membuat prediksi tentang perilaku fisik atau kimia molekul, yang dapat terjadi selama penyerapan cahaya dan transfer muatan listrik.

Semua ini membantu memfasilitasi pengembangan fotokatalis untuk produksi hidrogen hijau dengan sinar matahari, dan memberikan wawasan yang lebih baik tentang proses dalam molekul reseptor yang sensitif cahaya di mata.