Los físicos han estudiado la capacidad de los algoritmos de la computación cuántica tolerante a fallos para simular sistemas controlados.
Inicialmente algoritmos informáticos cuánticos.desarrollado en un contexto completamente diferente. En el marco de la nueva investigación, se utilizaron por primera vez para calcular las densidades electrónicas de las moléculas, en particular su evolución dinámica después de la excitación por un pulso de luz.
Los científicos han desarrollado un algoritmo para una ficción,una computadora cuántica completamente libre de errores. Luego lo ejecutaron en un servidor clásico, que simula una computadora cuántica de diez qubits. Los físicos limitaron el estudio a moléculas más pequeñas para poder realizar cálculos sin una computadora cuántica real y compararlos con cálculos convencionales.
Los algoritmos cuánticos dieron los resultados esperados. También resultaron adecuados para calcular moléculas mucho más grandes utilizando los futuros ordenadores cuánticos.
Los cálculos ayudaron a los científicos a determinar la concentraciónelectrones y su cambio después de la excitación con alta resolución espacial y temporal. Aquí, usando el ejemplo de una molécula de hidruro de litio, se muestra el cambio de densidad de electrones de cianuro (rojo) a litio (verde) durante un pulso láser. Fuente: F. Langkabel / HZB
Como parte del estudio, los científicos demostraronuna nueva forma de calcular de antemano la densidad de electrones y su "respuesta" a la excitación de la luz con una resolución espacial y temporal muy alta. Esto permite, por ejemplo, modelar y comprender procesos de descomposición ultrarrápidos. Son cruciales en las computadoras cuánticas hechas de los llamados puntos cuánticos.
Además, los científicos han permitido predecir el comportamiento físico o químico de las moléculas. Por ejemplo, durante la absorción de luz y la posterior transferencia de cargas eléctricas.
A largo plazo, esto facilitará el desarrollo.fotocatalizadores para la producción de hidrógeno verde mediante la luz solar o ayudarán a comprender los procesos en las moléculas de los receptores sensibles a la luz en los ojos de los humanos y otras especies.
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