Революция в вычислениях: минималистичный квантовый компьютер приближает будущее

Ученые совершили прорыв в области квантовых вычислений, создав “минималистский” квантовый компьютер, который использует одиночный ион иттербия для моделирования сложных изменений энергетических уровней органических молекул, взаимодействующих со светом.

Этот подход, опубликованный в Journal of the American Chemical Society (JACS), может значительно ускорить путь к “квантовому преимуществу”, когда квантовые компьютеры смогут предсказывать поведение химических веществ и материалов способами, недоступными обычным компьютерам.

Преимущества минимализма

Ключевое преимущество этого подхода заключается в его невероятной эффективности с точки зрения аппаратного обеспечения.

Один атом может кодировать информацию, которая обычно распределяется между десятком или около того “кубитов” - вычислительных единиц, используемых в большинстве квантовых компьютеров.

Одиночный ион иттербия: Ученые использовали одиночный ион иттербия для моделирования поведения трех различных органических молекул - аллена, бутатриена и пиразина - при попадании в них фотона.

Моделирование реакций: Когда фотон попадает в молекулу, запускается каскад событий, влияющих как на движение атомов (вибрации), так и на переходы электронов в более высокоэнергетические состояния.

Применение в химии: Понимание последовательности этих процессов может помочь химикам создавать молекулы, которые направляют энергию наиболее полезным или эффективным образом, например, в солнечных батареях или солнцезащитных лосьонах.

Интересные факты о квантовых компьютерах

• Квантовые компьютеры используют квантовые явления, такие как суперпозиция и запутанность, для выполнения вычислений.
• Квантовые компьютеры могут решать задачи, которые недоступны обычным компьютерам.
• Квантовые компьютеры могут применяться в различных областях, таких как химия, материаловедение, медицина и финансы.

Это открытие открывает новые перспективы для развития квантовых технологий и их применения в различных областях науки и техники.