Fyysikot ovat tutkineet vikasietoisen kvanttilaskennan algoritmien kykyä simuloida ohjattua
Aluksi kvanttitietokonealgoritmitkehitetty täysin eri kontekstissa. Osana uutta tutkimusta niitä käytettiin ensimmäistä kertaa laskemaan molekyylien elektronitiheyksiä, erityisesti niiden dynaamista kehitystä valopulssilla virityksen jälkeen.
Tiedemiehet ovat kehittäneet algoritmin kuvitteelliselle,täysin virheetön kvanttitietokone. Sitten he suorittivat sen klassisella palvelimella, joka simuloi kymmenen kubitin kvanttitietokonetta. Fyysikot rajoittivat tutkimuksen pienempiin molekyyleihin voidakseen suorittaa laskelmia ilman oikeaa kvanttitietokonetta ja verrata niitä tavanomaisiin laskelmiin.
Kvanttialgoritmit antoivat odotetut tulokset. Ne osoittautuivat myös soveltuviksi paljon suurempien molekyylien laskemiseen tulevaisuuden kvanttitietokoneilla.
Laskelmat auttoivat tutkijoita määrittämään pitoisuudenelektronit ja niiden muutokset virityksen jälkeen suurella tila- ja aikaresoluutiolla. Tässä litiumhydridimolekyylin esimerkkiä käyttäen esitetään elektronitiheyden muutos syanidista (punainen) litiumiin (vihreä) laserpulssin aikana. Lähde: F. Langkabel / HZB
Osana tutkimusta tutkijat osoittivatuusi tapa laskea elektronitiheys ja niiden "vaste" valovirittymiseen etukäteen erittäin suurella tila- ja aikaresoluutiolla. Tämä mahdollistaa esimerkiksi erittäin nopeiden hajoamisprosessien mallintamisen ja ymmärtämisen. Ne ovat ratkaisevan tärkeitä niin sanotuista kvanttipisteistä valmistetuissa kvanttitietokoneissa.
Lisäksi tiedemiehet ovat mahdollistaneet molekyylien fysikaalisen tai kemiallisen käyttäytymisen ennustamisen. Esimerkiksi valon absorption ja sitä seuraavan sähkövarausten siirron aikana.
Pitkällä aikavälillä tämä helpottaa kehitystäfotokatalyyttejä vihreän vedyn tuottamiseen auringonvalolla tai auttaa ymmärtämään valoherkkien reseptorien molekyyleissä tapahtuvia prosesseja ihmisten ja muiden lajien silmissä.
Lue lisää:
Magneettinen myrsky on iskemässä Maahan
Luonut navigointijärjestelmän, joka on tarkempi kuin GPS
Muinainen amuletti kirjoitti uudelleen Euroopan salaperäisimmän kielen historian