Квантовый прорыв: как новая технология меняет представление о химии и энергетике

Ученые из Сиднейского университета совершили важный прорыв в области квантовых вычислений, впервые применив квантовый компьютер для симуляции химических реакций в реальном времени. Ранее такие сложные процессы, связанные с взаимодействием атомов и света, были доступны лишь теоретическим моделям и традиционным суперкомпьютерам, но теперь новая технология позволяет наблюдать за этими явлениями непосредственно во время их протекания. Это достижение открывает новые горизонты в изучении химии, которые были недоступны из-за ограничений классических методов.

Разработка, возглавляемая профессором Иваном Кассалом и доктором Тингреем Таном, базируется на инновационной схеме кодирования, реализованной на квантовом компьютере с использованием ионов в ловушке. Благодаря этой методике ученым удалось создать модель, позволяющую эффективно моделировать динамические процессы взаимодействия света с химическими связями, что раньше требовало огромных вычислительных мощностей. Новая технология значительно сокращает затраты ресурсов, что делает исследование более доступным и практичным.

До этого времени квантовые компьютеры в основном использовались для анализа статических характеристик молекул, например, энергетических уровней, тогда как динамическая симуляция реакций, особенно тех, что связаны с воздействием света, оставалась практически невозможной. Применение аналоговой квантовой симуляции с одним захваченным ионом оказалось эффективнее классических цифровых методов в миллион раз. Такой скачок в производительности открывает новые перспективы для научных исследований и технологического прогресса.

Результаты этой работы могут радикально повлиять на развитие энергетического сектора, особенно в области улучшения технологий солнечных батарей и повышения эффективности фотоэлементов. Более глубокое понимание механизмов поглощения света и преобразования энергии позволит создавать новые материалы и устройства с уникальными свойствами. Это может привести к снижению затрат на производство экологически чистой энергии и ускорению перехода на возобновляемые источники.