物理学者は、フォールトトレラントな量子コンピューティングのアルゴリズムが制御された状態をシミュレートする能力を研究してきました。
当初は量子コンピュータアルゴリズムまったく異なるコンテキストで開発されました。新しい研究の一環として、分子の電子密度、特に光パルスによる励起後の動的進化を計算するために初めて使用されました。
科学者たちは架空のアルゴリズムを開発しました。完全にエラーのない量子コンピューター。次に、10 量子ビットの量子コンピューターをシミュレートする古典的なサーバー上でそれを実行しました。物理学者は、実際の量子コンピューターを使用せずに計算を実行し、従来の計算と比較するために、研究をより小さな分子に限定しました。
量子アルゴリズムは期待どおりの結果をもたらしました。また、将来の量子コンピューターを使用して、より大きな分子を計算するのにも適していることが判明しました。
計算は、科学者が濃度を決定するのに役立ちました高い空間分解能と時間分解能を備えた励起後の電子とその変化。ここでは、水素化リチウム分子の例を使用して、レーザー パルス中のシアン化物 (赤) からリチウム (緑) への電子密度シフトが示されています。出典: F. Langkabel / HZB
研究の一環として、科学者たちは次のことを実証しました。非常に高い空間的および時間的分解能で、電子密度と光励起に対する電子の「応答」を事前に計算する新しい方法です。これにより、たとえば、超高速減衰プロセスのモデリングと理解が可能になります。これらは、いわゆる量子ドットから作られた量子コンピューターにおいて重要です。
さらに、科学者は分子の物理的または化学的挙動を予測できるようにしました。たとえば、光の吸収とその後の電荷の移動中です。
長期的には、これにより開発が容易になります太陽光によって緑色の水素を生成する光触媒や、人間や他の種の目の光に敏感な受容体分子のプロセスを理解するのに役立ちます。
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