Google araştırmacıları ilk kez kuantum bilgisayar kullanarak, kimyasal bir reaksiyonu simüle etmeyi başardı. Reaksiyon oldukça basit olmasına rağmen, kuantum bilgisayarların pratik kullanımını kanıtlamak açısından, bu başarı büyük önem teşkil ediyor.
Atom ve moleküler sistemler kuantum mekaniğiyle işlediğinden, kuantum bilgisayarların daha hassas simülasyonlara imkan vermesi bekleniyor. Kuantum bilgisayarlarda kuantum bitleri yani kübitler sayesinde bilgi depolama ve hesaplama işlemleri yapılıyor. Buna rağmen, kuantum bilgisayarlarda büyük atomların veya kimyasal reaksiyonları hassas bir şekilde simüle etmek oldukça zor.
Google ekibi Sycamore’un kuantum bilgisayarını kullanarak, bir kimyasal reaksiyonun ilk doğru simülasyonunu gerçekleştirmeyi başardı. Sycamore 2019 yılında ilk kez klasik bir bilgisayarın yapması imkansız olan bir işlemi gerçekleştirerek, kuantum üstünlüğe ulaştı.
İşte bilgisayarın son marifeti diazen molekününün simülasyonu oldu. Diazen 2 azot ve 2 hidrojen atomundan oluşuyor, gerçekleşen reaksiyonda hidrojen atomları, azot atomlarının etrafından farklı konfigürasyonlara giriyorlar. Oluşturulan kuantum simülasyonu, klasik bilgisayarlarla oluşturulan simülasyonlarla kontrol edilerek, onaylandı.
Aslen bu reaksiyon kuantum bilgisayarında simülasyon yapmak için çok basit kalıyor ama kuantum bilgisayarlar için bu basamak oldukça önemli bir aşamanın parçasını barındırıyor.
“Artık kuantum hesaplamalarla yaptığımız bu kimya temel olarak tümüyle farklı bir boyuta geçiyor. Daha önceki çalışmada yapılan hesaplamalar, basitçe kağıt üstünde yapılabiliyordu. Fakat bu yeni gösterim için gerçekten bilgisayara ihtiyacınız var,” diyor Google’dan Ryan Babbush
Bu algoritmayı daha kompleks reaksiyonları simüle etmek için kullanmak çok daha kolay olacak diyor Babbush: “Daha büyük reaksiyonları simüle etmek için, daha fazla kübit ve hesaplama için biraz daha ince ayar gerekecek. Belki bir gün kuantum simülasyonlar kullanarak yeni kimyasallar geliştirilebilir,” diyor.
Araştırma Referansı: Science, DOI: 10.1126/science.abb9811
Babbush: “Daha büyük reaksiyonları simüle etmek için, daha fazla kübit ve hesaplama için biraz daha ince ayar gerekecek. Belki bir gün kuantum simülasyonlar kullanarak yeni kimyasallar geliştirilebilir,”
İleride daha dayanıklı, hafif ve farklı şekillere girebilen materyallerin önü açılacak demektir.!