Οι φυσικοί έχουν μελετήσει την ικανότητα των αλγορίθμων για ανεκτικούς σε σφάλματα κβαντικούς υπολογιστές να προσομοιώνουν ελεγχόμενες
Αρχικά αλγόριθμοι κβαντικών υπολογιστώναναπτύχθηκε σε ένα εντελώς διαφορετικό πλαίσιο. Στο πλαίσιο της νέας έρευνας, χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά για τον υπολογισμό της πυκνότητας ηλεκτρονίων των μορίων, ιδίως τη δυναμική τους εξέλιξη μετά από διέγερση από παλμό φωτός.
Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει έναν αλγόριθμο για μια φανταστική,ένας κβαντικός υπολογιστής χωρίς σφάλματα. Στη συνέχεια, το έτρεξαν σε έναν κλασικό διακομιστή, ο οποίος προσομοιώνει έναν κβαντικό υπολογιστή δέκα qubit. Οι φυσικοί περιόρισαν τη μελέτη σε μικρότερα μόρια προκειμένου να πραγματοποιήσουν υπολογισμούς χωρίς πραγματικό κβαντικό υπολογιστή και να τους συγκρίνουν με τους συμβατικούς υπολογισμούς.
Οι κβαντικοί αλγόριθμοι έδωσαν τα αναμενόμενα αποτελέσματα. Αποδείχτηκαν επίσης κατάλληλα για τον υπολογισμό πολύ μεγαλύτερων μορίων χρησιμοποιώντας μελλοντικούς κβαντικούς υπολογιστές.
Οι υπολογισμοί βοήθησαν τους επιστήμονες να προσδιορίσουν τη συγκέντρωσηηλεκτρόνια και η μεταβολή τους μετά από διέγερση με υψηλή χωρική και χρονική ανάλυση. Εδώ, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός μορίου υδριδίου του λιθίου, εμφανίζεται η μετατόπιση της πυκνότητας ηλεκτρονίων από κυανίδιο (κόκκινο) σε λίθιο (πράσινο) κατά τη διάρκεια ενός παλμού λέιζερ. Πηγή: F. Langkabel / HZB
Ως μέρος της μελέτης, οι επιστήμονες απέδειξανένας νέος τρόπος υπολογισμού της πυκνότητας ηλεκτρονίων και της «απόκρισής» τους στη διέγερση φωτός εκ των προτέρων με πολύ υψηλή χωρική και χρονική ανάλυση. Αυτό επιτρέπει, για παράδειγμα, τη μοντελοποίηση και κατανόηση των εξαιρετικά γρήγορων διαδικασιών αποσύνθεσης. Είναι ζωτικής σημασίας σε κβαντικούς υπολογιστές που κατασκευάζονται από τις λεγόμενες κβαντικές κουκκίδες.
Επιπλέον, οι επιστήμονες κατέστησαν δυνατή την πρόβλεψη της φυσικής ή χημικής συμπεριφοράς των μορίων. Για παράδειγμα, κατά την απορρόφηση του φωτός και την επακόλουθη μεταφορά ηλεκτρικών φορτίων.
Μακροπρόθεσμα, αυτό θα διευκολύνει την ανάπτυξηφωτοκαταλύτες για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου από το ηλιακό φως ή θα βοηθήσουν στην κατανόηση των διεργασιών στα φωτοευαίσθητα μόρια υποδοχέα στα μάτια των ανθρώπων και άλλων ειδών.
Διαβάστε περισσότερα:
Μια μαγνητική καταιγίδα πρόκειται να χτυπήσει τη Γη
Δημιούργησε ένα σύστημα πλοήγησης που είναι πιο ακριβές από το GPS
Ένα αρχαίο φυλαχτό ξανάγραψε την ιστορία της πιο μυστηριώδους γλώσσας της Ευρώπης