Квантовите компютри правят с изчисления, които са извън обсега на традиционните компютри, а сега учени от Австралия са използвали технологията, за да наблюдават явление, което протича твърде бързо за окото. Екипът е успял да забави със 100 млрд. пъти молекулярно взаимодействие и е установил какво в действителност се случва при химична реакция.
Микроскопичният свят на атомите и молекулите е невероятно труден за изучаване, не само защото е толкова малък, но и защото всичко се случва много по-бързо, отколкото очите могат да регистрират. Химическите връзки, например, могат да се образуват и разрушават в рамките на фемтосекунди (квадрилиони от секундата). Което прави много трудно разбирането какво точно се случва по време на някои ключови процеси.
Изследователи от Университета на Сидни са използвали квантов компютър, за да забавят един от тези супер бързи процеси. По този начин те са видели с очите си какво става с единичен атом, когато се натъкне на геометрична структура, наречена конична пресечна точка. Това става много често при химически реакции, като например фотосинтезата, а учените се опитват да наблюдават директно тези процеси в продължение на десетилетия.
Чрез квантов компютър с уловени йони, екипът е картографирал реакцията върху сравнително малко квантово устройство, което позволява да се забави процесът с удивителните 100 млд. пъти. А това го свежда до скорост, която може да се наблюдава и измерва със съществуващите технологии.
„В природата целият процес завършва за фемтосекунди - обяснява Ванеса Олая Агудело, съавтор на изследването. - Използвайки нашия квантов компютър, изградихме система, която ни позволи да забавим химическата динамика от фемтосекунди до милисекунди. Това ни позволи да направим значими наблюдения и измервания. Такова нещо не е правено никога досега.“
Според екипа постигнатото може да се оприличи на аеродинамичните тунели, в които се правят симулации за изследавания на въздушния поток около самолети или автомобили.
„Нашият експеримент обаче не е цифрова симулация на химическия процес – той е директно аналогово наблюдение на квантовата динамика, но развиваща се със скорост, която можем да наблюдаваме“, обяснява д-р Кристоф Валаху, другият съавтор на изследването.
Използването на квантови компютри за подобни експерименти може да помогне на учените да разберат по-добре забързания свят на молекулярните взаимодействия, което пък има шанс да допринесе за напредъка в редица области.
„Чрез разбирането на основните процеси вътре и между молекулите можем да отворим нов свят от възможности в науката за материалите, в дизайна на лекарства или дори при ползването на слънчева енергия - твърди Агудело. - Така можем да разберем и други процеси, при които молекули взаимодействат със светлината, като например как възниква смогът или как се уврежда озоновият слой.“
Изследването бе публикувано в сп.Nature Chemistry, като екипът показва и на видео какво се случва в молекулата:
YouTube
