Obliczenia kwantowe
Algorytmy kwantowe mogÄ badaÄ wiÄksze czÄ steczki
ZespÃģÅ z Helmholtz-Zentrum Berlin fÞr Materialien und Energie (HZB) byÅ w stanie obliczyÄ orbity elektronowe i ich dynamiczny rozwÃģj na przykÅadzie maÅej czÄ steczki po pobudzeniu laserowym. Ekspertom udaÅo siÄ to metodÄ , ktÃģra moÅže pomÃģc w badaniu wiÄkszych czÄ steczek, ktÃģrych nie moÅžna obliczyÄ za pomocÄ konwencjonalnych metod.
Nowy rozwÃģj pomaga w rozwoju komputerÃģw kwantowych, ktÃģre mogÄ znacznie skrÃģciÄ czas obliczeÅ dla zÅoÅžonych problemÃģw.
Badania zostaÅy opublikowane w Journal of Chemical Theory and Computation.
Tworzenie algorytmÃģw kwantowych
Annika Bande kieruje grupÄ chemii teoretycznej w HZB.
âTe algorytmy komputerÃģw kwantowych zostaÅy pierwotnie opracowane w caÅkowicie innym kontekÅcie. UÅžyliÅmy ich tutaj po raz pierwszy do obliczania gÄstoÅci elektronowych czÄ steczek, w szczegÃģlnoÅci takÅže ich dynamicznej ewolucji po pobudzeniu przez impuls ÅwiatÅaâ, mÃģwi Bande.
Fabian Langkabel jest czÄÅciÄ grupy.
âOpracowaliÅmy algorytm dla fikcyjnego, caÅkowicie wolnego od bÅÄdÃģw komputera kwantowego i uruchomiliÅmy go na klasycznym serwerze symulujÄ cym komputer kwantowy o dziesiÄciu Qbitachâ, mÃģwi Langkabel.
ZespÃģÅ naukowcÃģw ograniczyÅ swoje badanie do mniejszych czÄ steczek, co umoÅžliwiÅo im wykonanie obliczeÅ bez prawdziwego komputera kwantowego. Mogli rÃģwnieÅž porÃģwnaÄ je z konwencjonalnymi obliczeniami.
Zalety w stosunku do metod konwencjonalnych
Algorytmy kwantowe dajÄ wyniki, ktÃģrych zespÃģÅ szukaÅ. W przeciwieÅstwie do konwencjonalnych obliczeÅ, algorytmy kwantowe mogÄ obliczyÄ wiÄksze czÄ steczki przy uÅžyciu przyszÅych komputerÃģw kwantowych.
âTo ma zwiÄ zek z czasem obliczeÅ. ZwiÄkszajÄ siÄ one wraz z liczbÄ atomÃģw, ktÃģre tworzÄ czÄ steczkÄâ, kontynuuje Langkabel.
W przypadku konwencjonalnych metod czas obliczeÅ wielokrotnie zwiÄksza siÄ z kaÅždym dodatkowym atomem. Nie jest to jednak przypadkiem algorytmÃģw kwantowych, ktÃģre stajÄ siÄ szybsze z kaÅždym dodatkowym atomem.
Nowe badanie pokazuje, jak obliczyÄ gÄstoÅci elektronowe i ich âodpowiedÅšâ na pobudzenia ÅwiatÅem z wyprzedzeniem. UÅžywa rÃģwnieÅž bardzo wysokich rozdzielczoÅci przestrzennych i czasowych.
Metoda umoÅžliwia symulowanie i zrozumienie ultra-szybkich procesÃģw rozkÅadu, ktÃģre sÄ waÅžne dla komputerÃģw kwantowych skÅadajÄ cych siÄ z âkwantowych kropelekâ. UmoÅžliwia rÃģwnieÅž dokonywanie przewidywaÅ dotyczÄ cych zachowania fizycznego lub chemicznego czÄ steczek, ktÃģre mogÄ wystÄ piÄ podczas absorpcji ÅwiatÅa i transferu ÅadunkÃģw elektrycznych.
Wszystko to pomaga w rozwoju fotokatalizatorÃģw do produkcji zielonego wodoru ze ÅwiatÅem sÅonecznym i dostarcza lepszego zrozumienia procesÃģw w czÄ steczkach receptorowych wraÅžliwych na ÅwiatÅo w oku.












