رایانه‌های کوانتومی و محاسباتی فراتر از توان رایانه های عادی
محققان با استفاده از یک رایانه کوانتومی واکنش شیمیایی که با سرعت بالا و در چند فمتو ثانیه رخ می دهد را ۱۰۰ میلیارد بار کند کرده اند تا شیوه انجام آن را مشاهده کنند.
رایانه های کوانتومی می توانند محاسباتی فراتر از توان رایانه های عادی انجام دهند در همین راستا محققان استرالیایی از فناوری کوانتومی برای رصد فرایندی استفاده کردند که به طور معمول به چنان سرعتی اتفاق می افتد که انسان قادر به تماشای آن نیست.
به طور دقیق تر محققان یک واکنش مولکولی را ۱۰۰ میلیارد دلار کند کردند تا متوجه شوند دقیقا در این فرایند چه اتفاقی می افتد.
پیوندهای شیمیایی در مقیاس فمتوثانیه
تحقیق در دنیای میکروسکوپی اتم ها و مولکول ها کار سختی است، نه تنها به دلیل آنکه همه چیز کوچک است بلکه همه اتفاقات با سرعت زیادی رخ می دهند. به عنوان مثال پیوندهای شیمیایی در مقیاس فمتوثانیه ( هر فمتو معادل یک میلیون میلیاردم ثانیه) رخ می دهند. به این ترتیب به سختی می توان متوجه شد طی فرایند کلیدی چه اتفاقی می افتد.
در پژوهش جدید محققان دانشگاه سیدنی از یک رایانه کوانتومی برای کند کردن سرعت فرایند بسیار سریع استفاده کردند. آنها شاهد بودند هنگامیکه یک اتم با ساختار ژئومرتیکی به نام تقاطع مخروطی مواجه می شود، چه اتفاقی می افتد. ساختارهای تقاطع مخروطی پدیده ای معمول در واکنش های شیمیایی مانند فتوسنتز هستند.
۱۰۰ میلیارد بار کندتر
محققان از چند دهه قبل سعی دارند به طور مستقیم این واکنش ها را رصد کنند.
بیشتر بخوانید:
کشف پدیده «ابرشیمی کوانتومی»
چرا زمان به جلو می‌رود، نه به عقب؟
آیا زمان وجود دارد؟
پژوهشگران با کمک یک رایانه کوانتومی این چالش را در حد کوچک یک دستگاه کوانتومی بررسی کردند و همین امر به آنها اجازه داد تا فرایند را ۱۰۰ میلیارد بار کندتر کنند.
ونسا اولایا اگودلو یکی از مولفان ارشد پژوهش در این باره می گوید: در طبیعت کل فرایند در حدود چند فمتو ثانیه رخ می دهد. با استفاده از رایانه کوانتومی ما سیستمی ساختیم که دینامیک های شیمیایی را از فمتو به میلی ثانیه کند کرد. به این ترتیب مشاهدات و اندازه گیری هایی معنا دار انجام دادیم که پیش از این چنین امری انجام نشده بود.
یک شبیه سازی
هرچند ممکن است این رویداد یک شبیه سازی به نظر برسد اما پژوهشگران معتقدند این فرایند بیشتر شبیه یک آزمایش در محیط کنترل شده است.
استفاده از رایانه های کوانتومی به محققان کمک می کند تا به درک بهتری از واکنش های مولکولی دست یابند که پیشرفت های وسیعی در حوزه های مختلف منجر می شود.