REKLAMA
  1. SPIDER'S WEB
  2. Tech

Komputer kwantowy Google'a przeprowadził właśnie najbardziej zaawansowaną symulację chemiczną w historii

Pośród wielu potencjalnych zastosowań komputerów kwantowych, jedną z bardziej ekscytujących jest możliwość symulowania procesów chemicznych na niespotykanym dotąd poziomie. Google właśnie pokazał, jaka przyszłość może czekać pracę chemików gdy już komputery kwantowe zejdą pod strzechę.

Komputer kwantowy Google'a przeprowadził największą symulację chemiczną w historii
REKLAMA
171 interakcji
dołącz do dyskusji

Wraz z zespołem współpracowników, grupa Google AI Quantum wykorzystała 54-kubitowy procesor kwantowy Sycamore do przeprowadzenia symulacji zmian w konfiguracji cząsteczki diazenu.

REKLAMA

Symulacja zmian konfiguracji atomów wodoru w diazenie

W świecie chemii jest to jedna z najprostszych rekacji chemicznych. Diazen składa się jedynie z dwóch atomów azotu związanych wiązaniem podwójnym. Do każdego z nich przyczepiony jest atom wodoru.

Komputery kwantowe precyzyjnie opisują zmiany położenia atomów wodoru w celu formowania innych izomerów diazenu. Badacze wykorzystali Sycamore do dokładnego opisania energii wiązania wodoru w coraz większych łańcuchach.

Reakcje chemiczne tutaj nie pomogą

Choć na pierwszy rzut oka oba modele wydają się proste, w ich wnętrzu jednak wiele się dzieje. Można tutaj całkowicie zapomnieć o reakcjach chemicznych, które pamiętamy z podręczników szkolnych – na poziomie mechaniki kwantowej, chemia jest skomplikowaną mieszaniną możliwości. To trochę tak, jakby porównywać wiedzę o tym, że kasyno zawsze na końcu wygrywa z przewidywaniami wyników pojedynczych rozgrywek. Ograniczenie klasycznych komputerów do przewidywalnych zasad sprawia, że zdolność przedstawienia nieskończonych kombinacji rzutów kostką w fizyce kwantowej, jest dla nich zdecydowanie za trudna.

Komputer kwantowy niczym prawdziwa przyroda

Komputery kwantowe z kolei, działają na tych samych zasadach kwantowego prawdopodobieństwa, jakie rządzą procesami chemicznymi zachodzącymi na fundamentalnym poziomie.

Logiczne jednostki, tzw. kubity, istnieją w stanie „albo/albo”. Kiedy zwiążemy je ze stanami „być może” innych kubitów w układzie, inżynierowie otrzymują unikalną okazję do przeprowadzenia obliczeń.

Algorytmy specjalnie stworzone do wykorzystania tych zasad mechaniki kwantowej pozwalają na skróty, które sprawiają, że komputer kwantowy może w kilka minut wykonać obliczenia, na które komputer klasyczny potrzebowałby tysięcy lat.

Najważniejszy cel: skrócić obliczenia

Samo obliczanie sumy działań, które determinują energię w cząsteczce propanu superkomputerowi hipotetycznie może zająć ponad tydzień, a przecież jest ogromna różnica między obliczeniem jednostkowego stanu energii w cząsteczce a obliczeniem wszystkich sposobów na jakie może się on zmienić.

Do symulacji diazenu wykorzystano 12 z 54 kubitów procesora Sycamore, który wykonywał obliczenia. Już to była dwa razy większa symulacja chemiczna od jakiejkolwiek wykonanej wcześniej.

Badacze przesunęli także granice algorytmu zaprojektowanego do połączenia procesów kwantowych z klasycznymi, który miał eliminować błędy, nadzwyczaj łatwo pojawiające się w domenie obliczeń kwantowych.

To wciąż dopiero początek

REKLAMA

Wiele wskazuje na to, że badacze będą w stanie wykonywać coraz bardziej skomplikowane symulacje chemiczne w przyszłość. W ten sposób będzie można wytwarzać trwalsze materiały, produkować bardziej skuteczne leki, a nawet odkrywać kolejne sekrety skrywane w kwantowej warstwie wszechświata.

Przemieszczające się atomy wodoru w diazenie to dopiero wstęp do symulacji, jakie wkrótce będziemy w stanie wykonywać za pomocą komputerów kwantowych.

Nie przegap nowych tekstów. Obserwuj Spider's Web w Google News

REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA