1316
Квантове моделювання в реальному часі вперше дозволило вченим побачити атомарну динаміку під дією світла на прикладі реальних молекул.
Дослідники з Університету Сіднея здійснили революційний прорив: змоделювали поведінку молекул у світлових процесах за допомогою квантової машини з уловленими іонами. Це дозволило їм спостерігати динаміку хімічних реакцій, яка відбувається у фемтосекундному (10??? с) масштабі, з коефіцієнтом уповільнення у 10?? разів. «Це як розуміти положення і енергію альпініста в будь-який момент його подорожі по горах», — пояснив професор Іван Кассал, один з авторів методу.
Раніше квантові обчислення зосереджувалися лише на статичних характеристиках молекул. Однак моделювання швидкоплинних світлових взаємодій залишалося недосяжним для класичних комп’ютерів через надзвичайну складність. Новий підхід Кассала і Тана заснований на ресурсоефективному аналоговому кодуванні, яке використовує лише один іон замість десятків кубітів. «Наш підхід приблизно в мільйон разів ефективніший», — підкреслив професор Кассал.
Моделювання зосередилося на трьох молекулах — аллені, бутатрієні та піразині — і продемонструвало, як фотони запускають надшвидкі електронні та вібраційні реакції. «Можна моделювати ці молекули класичними комп’ютерами. Але складніші структури вже не під силу навіть суперкомп’ютерам», — зазначив д-р Тінгрей Тан. Це відкриває перспективи дослідження молекул, раніше недоступних для симуляцій.
Практична значущість цього методу стосується передусім енергетики. Фотоіндукована динаміка, яку тепер можна змоделювати точно, може вдосконалити сонячні панелі і допомогти відтворити природні механізми фотосинтезу. «Наявність точних інструментів моделювання прискорить відкриття нових матеріалів, ліків або інших фотоактивних молекул», — підсумував д-р Тан.
