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Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB)의 한 팀은 레이저 펄스 자극 이후 작은 분子的 전자 궤도와 그들의 동적 발전에 대해 계산할 수 있었다. 전문가에 따르면, 이 방법은 기존 방법으로 계산할 수 없는 더 큰 분자를 조사하는 데 도움이 될 수 있다.
새로운 개발은 복잡한 문제에 대한 컴퓨팅 시간을 크게 줄일 수 있는 양자 컴퓨터의 발전에 도움이 된다.
이 연구는 Journal of Chemical Theory and Computation.에 발표되었다.
양자 알고리즘 개발
Annika Bande는 HZB에서 이론 화학 그룹을 이끌고 있다.
“이 양자 컴퓨터 알고리즘은 원래 완전히 다른 맥락에서 개발되었다. 우리는 여기서 처음으로 분子的 전자 밀도, 특히 빛 펄스에 의한 자극 이후의 동적 진화를 계산하기 위해 사용했다”고 Bande는 말한다.
Fabian Langkabel은 그룹의 일원이다.
“우리는 완전히 오류가 없는 가상의 양자 컴퓨터를 위한 알고리즘을 개발하고, 10개의 큐비트를 시뮬레이션하는 클래식 서버에서 실행했다”고 Langkabel은 말한다.
과학자 팀은 계산을 수행할 수 있는 작은 분자에 연구를 제한했다. 그들은 또한 기존 계산과 비교할 수 있었다.
기존 방법보다 우수한 점
양자 알고리즘은 팀이 찾던 결과를 생산했다. 기존 계산과는 달리, 양자 알고리즘은 미래의 양자 컴퓨터로 더 큰 분자를 계산할 수 있다.
“이는 계산 시간과 관련이 있다. 원자 수가 증가할수록 계산 시간도 증가한다”고 Langkabel은 계속한다.
기존 방법의 경우, 각 추가 원자마다 컴퓨팅 시간이 증가한다. 그러나 양자 알고리즘은 추가 원자마다 더 빠르게 작동한다.
새로운 연구는 미리 전자 밀도와 그들의 빛에 대한 반응을 계산하는 방법을 보여준다. 또한 매우 높은 공간 및 시간 분해능을 사용한다.
이 방법은 양자 컴퓨터의 구성 요소인 “양자 점”으로 구성된 초고속衰减 과정의 시뮬레이션과 이해를 가능하게 한다. 또한 빛의 흡수와 전기 전달 동안 발생할 수 있는 분자의 물리적 또는 화학적 행동에 대한 예측을 가능하게 한다.
모두 이것은 태양광을 이용한 녹색 수소 생산을 위한 광촉매의 개발을 용이하게 하며, 눈의 빛 민감성 수용체 분자에서 발생하는 과정에 대한 더 나은 통찰력을 제공한다.
