Şu yayını okuyorsunuz: Kuantum algoritmaları daha büyük molekülleri araştırabilir
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie’den (HZB) bir ekip, bir lazer darbesinin uyarılmasından sonra küçük bir molekül örneğinde elektron yörüngelerini ve bunların dinamik gelişimini hesaplamayı başardı. Uzmanlara göre bu yöntem, geleneksel yöntemlerle hesaplanamayan daha büyük moleküllerin araştırılmasına yardımcı olabilir.
Yeni gelişme, karmaşık problemler için hesaplama sürelerini önemli ölçüde azaltabilecek kuantum bilgisayarların geliştirilmesine yardımcı oluyor.
Araştırma dergide yayımlandı Kimyasal Teori ve Hesaplama Dergisi.
Kuantum algoritmalarının geliştirilmesi
Annika Bande, HZB’de teorik kimya grubuna liderlik ediyor.
“Bu kuantum bilgisayar algoritmaları başlangıçta tamamen farklı bir bağlamda geliştirildi. Bunları burada ilk kez moleküllerin elektron yoğunluklarını, özellikle de ışık darbesi ile uyarılma sonrasındaki dinamik evrimlerini hesaplamak için kullanıyoruz” diyor Bande.
Fabian Langkabel grubun bir parçası.
Langkabel, “Kurgusal, tamamen hatasız bir kuantum bilgisayarı için bir algoritma geliştirdik ve onu on Qbit’lik bir kuantum bilgisayarını simüle eden klasik bir sunucuda çalıştırdık” diyor.
Bilim adamlarından oluşan ekip, çalışmalarını daha küçük moleküllerle sınırlayarak hesaplamaları gerçek bir kuantum bilgisayar olmadan gerçekleştirmelerine olanak tanıdı. Ayrıca bunları geleneksel hesaplamalarla da karşılaştırabilirler.
Geleneksel yöntemlere göre avantajları
Kuantum algoritmaları ekibin aradığı sonuçları üretiyor. Geleneksel hesaplamaların aksine, kuantum algoritmaları gelecekteki kuantum bilgisayarlarla daha büyük molekülleri hesaplayabilir.
“Bunun hesaplama süreleriyle ilgisi var. Molekülü oluşturan atomların sayısı arttıkça artarlar” diye devam ediyor Langkabel.
Geleneksel yöntemlerde hesaplama süresi her ilave atomla çarpılmaktadır. Ancak kuantum algoritmaları için durum böyle değil çünkü her ilave atomla birlikte daha hızlı hale geliyorlar.
Yeni çalışma, elektron yoğunluklarının ve bunların ışık uyarımlarına “tepkilerinin” önceden nasıl hesaplanacağını gösteriyor. Aynı zamanda çok yüksek uzaysal ve zamansal çözünürlükler kullanır.
Yöntem, “kuantum noktalarından” oluşan kuantum bilgisayarlar için önemli olan ultra hızlı bozunma süreçlerinin simüle edilmesini ve anlaşılmasını mümkün kılıyor. Aynı zamanda ışığın soğurulması ve elektrik yüklerinin aktarımı sırasında moleküllerin fiziksel veya kimyasal davranışları hakkında da tahminlerde bulunulmasına olanak sağlar.
Tüm bunlar, güneş ışığıyla yeşil hidrojen üretimi için fotokatalizörlerin geliştirilmesini kolaylaştırmaya yardımcı oluyor ve gözdeki ışığa duyarlı reseptör moleküllerindeki süreçlerin daha iyi anlaşılmasını sağlıyor.
