Obliczenia kwantowe

Algorytmy kwantowe mogą badać większe cząsteczki

mm
Dodaj Unite.AI do preferowanych ÅšrÃģdeł w Google

ZespÃģł z Helmholtz-Zentrum Berlin fÞr Materialien und Energie (HZB) był w stanie obliczyć orbity elektronowe i ich dynamiczny rozwÃģj na przykładzie małej cząsteczki po pobudzeniu laserowym. Ekspertom udało się to metodą, ktÃģra moÅže pomÃģc w badaniu większych cząsteczek, ktÃģrych nie moÅžna obliczyć za pomocą konwencjonalnych metod.

Nowy rozwÃģj pomaga w rozwoju komputerÃģw kwantowych, ktÃģre mogą znacznie skrÃģcić czas obliczeń dla złoÅžonych problemÃģw.

Badania zostały opublikowane w Journal of Chemical Theory and Computation.

Tworzenie algorytmÃģw kwantowych

Annika Bande kieruje grupą chemii teoretycznej w HZB.

„Te algorytmy komputerÃģw kwantowych zostały pierwotnie opracowane w całkowicie innym kontekście. UÅžyliśmy ich tutaj po raz pierwszy do obliczania gęstości elektronowych cząsteczek, w szczegÃģlności takÅže ich dynamicznej ewolucji po pobudzeniu przez impuls światła”, mÃģwi Bande.

Fabian Langkabel jest częścią grupy.

„Opracowaliśmy algorytm dla fikcyjnego, całkowicie wolnego od błędÃģw komputera kwantowego i uruchomiliśmy go na klasycznym serwerze symulującym komputer kwantowy o dziesięciu Qbitach”, mÃģwi Langkabel.

ZespÃģł naukowcÃģw ograniczył swoje badanie do mniejszych cząsteczek, co umoÅžliwiło im wykonanie obliczeń bez prawdziwego komputera kwantowego. Mogli rÃģwnieÅž porÃģwnać je z konwencjonalnymi obliczeniami.

Zalety w stosunku do metod konwencjonalnych

Algorytmy kwantowe dają wyniki, ktÃģrych zespÃģł szukał. W przeciwieństwie do konwencjonalnych obliczeń, algorytmy kwantowe mogą obliczyć większe cząsteczki przy uÅžyciu przyszłych komputerÃģw kwantowych.

„To ma związek z czasem obliczeń. Zwiększają się one wraz z liczbą atomÃģw, ktÃģre tworzą cząsteczkę”, kontynuuje Langkabel.

W przypadku konwencjonalnych metod czas obliczeń wielokrotnie zwiększa się z kaÅždym dodatkowym atomem. Nie jest to jednak przypadkiem algorytmÃģw kwantowych, ktÃģre stają się szybsze z kaÅždym dodatkowym atomem.

Nowe badanie pokazuje, jak obliczyć gęstości elektronowe i ich „odpowiedŚ” na pobudzenia światłem z wyprzedzeniem. UÅžywa rÃģwnieÅž bardzo wysokich rozdzielczości przestrzennych i czasowych.

Metoda umoÅžliwia symulowanie i zrozumienie ultra-szybkich procesÃģw rozkładu, ktÃģre są waÅžne dla komputerÃģw kwantowych składających się z „kwantowych kropelek”. UmoÅžliwia rÃģwnieÅž dokonywanie przewidywań dotyczących zachowania fizycznego lub chemicznego cząsteczek, ktÃģre mogą wystąpić podczas absorpcji światła i transferu ładunkÃģw elektrycznych.

Wszystko to pomaga w rozwoju fotokatalizatorÃģw do produkcji zielonego wodoru ze światłem słonecznym i dostarcza lepszego zrozumienia procesÃģw w cząsteczkach receptorowych wraÅžliwych na światło w oku.

Alex McFarland jest dziennikarzem i pisarzem zajmującym się sztuczną inteligencją, ktÃģry bada najnowsze rozwoje w dziedzinie sztucznej inteligencji. WspÃģłpracował z licznymi startupami i wydawnictwami związanymi z sztuczną inteligencją na całym świecie.