კვანტური კომპიუტერი
კვანტურ ალგორითმებს შეუძლიათ გამოიკვლიონ უფრო დიდი მოლეკულები
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie-ის (HZB) ჯგუფმა შეძლო ელექტრონის ორბიტალების და მათი დინამიური განვითარების გამოთვლა ლაზერული პულსის აგზნების შემდეგ მცირე მოლეკულის მაგალითზე. ექსპერტების აზრით, ეს მეთოდი ხელს შეუწყობს უფრო დიდი მოლეკულების გამოკვლევას, რომელთა გამოთვლა ჩვეულებრივი მეთოდებით შეუძლებელია.
ახალი განვითარება ხელს უწყობს კვანტური კომპიუტერების წინსვლას, რამაც შეიძლება მკვეთრად შეამციროს გამოთვლითი დრო რთული პრობლემებისთვის.
კვლევა გამოქვეყნდა ქ ჟურნალი ქიმიური თეორიისა და გამოთვლების შესახებ.
კვანტური ალგორითმების შემუშავება
ანნიკა ბანდე ხელმძღვანელობს ჯგუფს თეორიულ ქიმიაზე HZB-ში.
„ეს კვანტური კომპიუტერული ალგორითმები თავდაპირველად სრულიად განსხვავებულ კონტექსტში შეიქმნა. ჩვენ ისინი აქ პირველად გამოვიყენეთ მოლეკულების ელექტრონების სიმკვრივის გამოსათვლელად, კერძოდ, მათი დინამიური ევოლუცია სინათლის იმპულსით აგზნების შემდეგ“, - ამბობს ბანდე.
ფაბიან ლანგკაბელი ჯგუფის ნაწილია.
„ჩვენ შევიმუშავეთ ალგორითმი ფიქტიური, სრულიად უშეცდომო კვანტური კომპიუტერისთვის და გავუშვით ის კლასიკურ სერვერზე, რომელიც სიმულაციას უწევდა ათი Qbits კვანტურ კომპიუტერს“, - ამბობს ლანგკაბელი.
მეცნიერთა ჯგუფმა შესწავლა მცირე მოლეკულებით შემოიფარგლა, რამაც მათ საშუალება მისცა გამოთვლები შეესრულებინა რეალური კვანტური კომპიუტერის გარეშე. მათ ასევე შეეძლოთ მათი შედარება ჩვეულებრივ გამოთვლებთან.
უპირატესობები ჩვეულებრივ მეთოდებთან შედარებით
კვანტური ალგორითმები აწარმოებენ შედეგს, რომელსაც გუნდი ეძებდა. ჩვეულებრივი გამოთვლებისგან განსხვავებით, კვანტურ ალგორითმებს შეუძლიათ უფრო დიდი მოლეკულების გამოთვლა მომავალი კვანტური კომპიუტერებით.
„ეს დაკავშირებულია გაანგარიშების დროებთან. ისინი მატულობენ ატომების რაოდენობასთან ერთად, რომლებიც ქმნიან მოლეკულას“, - განაგრძობს ლანგკაბელი.
რაც შეეხება ჩვეულებრივ მეთოდებს, გამოთვლითი დრო მრავლდება ყოველ დამატებით ატომთან. მაგრამ ეს ასე არ არის კვანტური ალგორითმებისთვის, რადგან ისინი უფრო სწრაფი ხდებიან ყოველი დამატებითი ატომით.
ახალი კვლევა გვიჩვენებს, თუ როგორ უნდა გამოვთვალოთ ელექტრონების სიმკვრივე და მათი „რეაქცია“ სინათლის აგზნებაზე წინასწარ. ის ასევე იყენებს ძალიან მაღალ სივრცულ და დროებით გარჩევადობას.
მეთოდი შესაძლებელს ხდის ულტრასწრაფი დაშლის პროცესების სიმულაციას და გაგებას, რაც მნიშვნელოვანია „კვანტური წერტილებისგან“ შემდგარი კვანტური კომპიუტერებისთვის. ის ასევე შესაძლებელს ხდის პროგნოზების გაკეთებას მოლეკულების ფიზიკური ან ქიმიური ქცევის შესახებ, რაც შეიძლება მოხდეს სინათლის შთანთქმისა და ელექტრული მუხტების გადაცემის დროს.
ეს ყველაფერი ხელს უწყობს ფოტოკატალიზატორების შემუშავებას მზის შუქით მწვანე წყალბადის წარმოებისთვის და უზრუნველყოფს უკეთეს ხედვას თვალის სინათლისადმი მგრძნობიარე რეცეპტორების მოლეკულებში მიმდინარე პროცესებში.
