양자 알고리즘은 더 큰 분子的 특성을 조사할 수 있을 것이다

헬름홀츠 베를린 재료 및 에너지 연구 센터(HZB)의 한 팀은 작은 분자의 예에서 레이저 펄스 자극 후 전자 궤도와 그 동적 발전에 대해 계산할 수 있었다. 전문가们에 따르면, 이러한 방법은 기존 방법으로 계산할 수 없는 더 큰 분子的 특성을 조사하는 데 도움이 될 수 있다.

새로운 개발은 양자 컴퓨터의 발전에 기여할 수 있다. 이는 복잡한 문제에 대한 계산 시간을 크게 줄일 수 있다.

이 연구는 Journal of Chemical Theory and Computation에 발표되었다.

양자 알고리즘 개발

안니카 반데(Annika Bande)는 HZB의 이론 화학 그룹을 이끌고 있다.

“이 양자 컴퓨터 알고리즘은 원래 완전히 다른 맥락에서 개발되었다. 우리는 여기서 처음으로 분子的 전자 밀도와 특히 빛 펄스에 의한 자극 후의 동적 발전을 계산하기 위해 사용했다”고 반데는 말했다.

파비안 랑카벨(Fabian Langkabel)은 그룹의 일원이다.

“우리는 완전히 오류가 없는 가상의 양자 컴퓨터를 위한 알고리즘을 개발하고, 10개의 큐비트를 갖는 양자 컴퓨터를 시뮬레이션하는 클래식 서버에서 실행했다”고 랑카벨은 말했다.

과학자들은 연구를 더 작은 분자로 제한했는데, 이는 실제 양자 컴퓨터 없이 계산을 수행할 수 있었기 때문이다. 또한 기존 계산과 비교할 수 있었다.

기존 방법보다 우수한 점

양자 알고리즘은 팀이 찾던 결과를 생산했다. 기존 계산과는 달리, 양자 알고리즘은 미래의 양자 컴퓨터에서 더 큰 분子的 특성을 계산할 수 있다.

“이는 계산 시간과 관련이 있다. 원子的 수가 증가할수록 계산 시간도 증가한다”고 랑카벨은 계속했다.

기존 방법의 경우, 계산 시간은 원子の 수에 비례하여 증가한다. 그러나 양자 알고리즘의 경우, 원子の 수가 증가할수록 계산 시간이 더 빠르다.

새로운 연구는 빛에 대한 전자 밀도와 그 반응을 미리 계산하는 방법을 보여준다. 또한 매우 높은 공간 및 시간 분해능을 사용한다.

이 방법은 초고속 붕괴 과정을 시뮬레이션하고 이해하는 데 사용할 수 있다. 이는 양자 컴퓨터의 구성 요소인 “양자 점”으로 구성된 양자 컴퓨터에 중요하다. 또한 분자의 물리적 또는 화학적 행동에 대한 예측을 할 수 있다. 이는 빛의 흡수와 전하의 전달 동안 발생할 수 있다.

모두가 햇빛으로 녹색 수소를 생산하기 위한 광촉매의 개발을 촉진하는 데 도움이 된다. 또한 눈의 빛 민감성 수용체 분子の 과정에 대한 더 나은 통찰력을 제공한다.