Fizycy badali zdolność algorytmów odpornych na błędy obliczeń kwantowych do symulacji kontrolowanych
Początkowo algorytmy komputerów kwantowychopracowany w zupełnie innym kontekście. W ramach nowych badań po raz pierwszy wykorzystano je do obliczenia gęstości elektronów cząsteczek, a w szczególności ich dynamicznej ewolucji po wzbudzeniu impulsem świetlnym.
Naukowcy opracowali algorytm dla fikcyjnej,całkowicie bezbłędny komputer kwantowy. Następnie uruchomili go na klasycznym serwerze, który symuluje dziesięciokubitowy komputer kwantowy. Fizycy ograniczyli badania do mniejszych cząsteczek, aby wykonać obliczenia bez prawdziwego komputera kwantowego i porównać je z obliczeniami konwencjonalnymi.
Algorytmy kwantowe dały oczekiwane rezultaty. Okazały się również przydatne do obliczania znacznie większych cząsteczek przy użyciu przyszłych komputerów kwantowych.
Obliczenia pomogły naukowcom określić stężenieelektrony i ich przemiana po wzbudzeniu z dużą rozdzielczością przestrzenną i czasową. Tutaj, na przykładzie cząsteczki wodorku litu, pokazano zmianę gęstości elektronowej z cyjanku (czerwony) do litu (zielony) podczas impulsu laserowego. Źródło: F. Langkabel / HZB
W ramach badania naukowcy wykazalinowy sposób wcześniejszego obliczania gęstości elektronów i ich „reakcji” na wzbudzenie światłem z bardzo dużą rozdzielczością przestrzenną i czasową. Umożliwia to na przykład modelowanie i zrozumienie ultraszybkich procesów rozpadu. Mają kluczowe znaczenie w komputerach kwantowych zbudowanych z tzw. kropek kwantowych.
Ponadto naukowcy umożliwili przewidywanie fizycznego i chemicznego zachowania cząsteczek. Na przykład podczas absorpcji światła i późniejszego przenoszenia ładunków elektrycznych.
W dłuższej perspektywie ułatwi to rozwójfotokatalizatory do produkcji zielonego wodoru przez światło słoneczne lub pomogą zrozumieć procesy zachodzące w cząsteczkach receptorów światłoczułych w oczach ludzi i innych gatunków.
Czytaj więcej:
Burza magnetyczna zbliża się do Ziemi
Stworzył system nawigacji, który jest dokładniejszy niż GPS
Starożytny amulet napisał na nowo historię najbardziej tajemniczego języka Europy