محققان چینی و سنگاپوری با استفاده از یک شبیه‌سازی کامپیوتری موفق شدند برای اولین بار پیشرفت یک واکنش شیمیایی را توضیح دهند. آنها با استفاده از سه بیت کوانتومی یا کیوبیت‌ها، واکنش ایزومریزاسیون مولکول‌های مالون آلدهید را که توسط لیزر انجام می‌شود، شبیه‌سازی کردند.
شبیه سازی مدل واکنشی با استفاده کیوبیت‌ها
محققان چینی و سنگاپوری با استفاده از یک شبیه‌سازی کامپیوتری موفق شدند
برای اولین بار پیشرفت یک واکنش شیمیایی را توضیح دهند. آنها با استفاده از
سه بیت کوانتومی یا کیوبیت‌ها، واکنش ایزومریزاسیون مولکول‌های مالون
آلدهید را که توسط لیزر انجام می‌شود، شبیه‌سازی کردند.
در محاسبه‌های کلاسیک، با اضافه شدن هر متغیر به سیستم در محاسبات واکنش‌های
شیمیایی، مقدار انرژی مورد نیاز برای محاسبه به‌صورت نمایی افزایش پیدا می‌کند. اما
کیوبیت‌ها قادرند تا به‌صورت خودبه‌خودی دو حالت را به‌خود بگیرند که به آن
ابرموقعیت گفته می‌شود. این ویژگی موجب می‌شود تا مقدار انرژی مورد نیاز برای
محاسبه در این سیستم به‌شدت کاهش یابد. مشکلی که بیت‌های کوانتومی دارند این است که
کار کردن و نگهداری از آنها بدون وارد آمدن خطا در این سیستم‌ها بسیار دشوار است.
فرانکو نوری، رهبر تیم تحقیقاتی در RIKEN ژاپن می‌گوید هدف اصلی از توسعه
کامپیوترهای کوانتومی این نیست که تا چند دهه آینده کامپیوترهای کلاسیک را کنار زده
و جای آنها را بگیرند. ایوان کاسل، متخصص شبیه‌سازی‌های کامپیوتری بخش شیمی دانشگاه
کوییزلند استرالیا می‌گوید شبیه‌سازهای کوانتومی که برای محاسبات ویژه‌ای طراحی شده‌اند
می‌توانند کار شبیه‌سازی را بسیار ساده کنند.
تیم تحقیقاتی دانشگاه علم و فناوری در هیفه چین از اسپین‌های هسته سه اتم کربن،
هیدروژن و فلئور به‌عنوان کیوبیت استفاده کردند. این اتم‌ها در مرکز مولکول
دی‌اتیل‌فلورومالونات قرار دارد. این هسته با استفاده از دستگاه طیف سنج NMR کنترل
و مشاهده می‌شود. میدان مغناطیسی NMR برای دستکاری اسپین‌های هسته استفاده شده تا
با کمک آن ابرموقعیت مورد نیاز میان دو حالت تراز و ضدتراز ایجاد شود.
در گام بعد از تابش الکترومغناطیس رادیوفرکانس پالسی شکل‌دار در طیف سنج استفاده
می‌شود تا سه کیوبیت به حالت پایه خود برگردند. ۲۵ پالس شکل‌دار دیگر به سیستم
اعمال می‌شود تا اسپین هسته را دستکاری کند. پالس‌های رادیوفرکانس به‌مانند
پیمایشگر عمل می‌کند و به محققان اجازه می‌دهد تا تغییرات حالت کیوبیت‌ها را دنبال
کنند. در مدت ۳۰ میلی ثانیه کیوبیت‌ها تغییر ایزومر را از حالت ایزومر حداکثر به
ایزومر حداقل تقلید می‌کند. محققان ۲۴ اندازه‌گیری با این سیستم انجام دادند که
نتایج خوبی به‌دست آمد و در نهایت مشخص شد که این شبیه‌سازی بسیار دقیق است. کاسل
این پروژه را یک پیشرفت قابل توجه قلمداد می‌کند . نوری از نتایج خوب آن شگفت زده
است.
