悉尼大学的科学家们首次使用量子计算机来设计和直接观察化学反应中的关键过程，将其速度降低了1000亿倍。
联合首席研究员和博士生Vanessa Olaya Agudelo说:“通过了解分子内部和分子之间的这些基本过程，我们可以在材料科学、药物设计或太阳能收集方面开辟一个新的可能性世界。”
“它还可以帮助改善其他依赖于分子与光相互作用的过程，比如烟雾是如何产生的，臭氧层是如何被破坏的。”
具体来说，研究小组目睹了由化学中称为“圆锥相交”的常见几何结构引起的单个原子的干涉图案。
圆锥形交叉在整个化学中都是已知的，并且对于快速光化学过程至关重要，例如人类视觉中的光收集或光合作用。
自20世纪50年代以来，化学家们一直试图直接观察化学动力学中的这种几何过程，但由于涉及到极快的时间尺度，直接观察它们是不可实现的。
为了解决这个问题，物理学院和化学学院的量子研究人员以一种全新的方式使用捕获离子量子计算机进行了一个实验。这使他们能够设计和绘制这个非常复杂的问题到一个相对较小的量子设备，然后将这个过程减慢1000亿倍。他们的研究结果发表在8月28日的《科学》杂志上化学性质．
“在自然界中，整个过程在飞秒内就结束了，”化学学院的奥拉亚·阿古德洛说。“那是百万分之一秒，或者说千万亿分之一秒。
“使用我们的量子计算机，我们建立了一个系统，使我们能够将化学动力学从飞秒减慢到毫秒。这使我们能够进行有意义的观察和测量。
“以前从来没有这样做过。”
来自物理学院的联合主要作者Christophe Valahu博士说:“到目前为止，我们还无法直接观察到'几何相位'的动力学;它发生得太快，无法通过实验进行探测。
“利用量子技术，我们解决了这个问题。”
瓦拉胡说，这类似于在风洞中模拟飞机机翼周围的空气模式。
他说:“我们的实验并不是对这个过程的数字近似——这是对量子动力学以我们可以观察到的速度展开的直接模拟观察。”
在光合作用等光化学反应中(植物通过光合作用从太阳获得能量)，分子以闪电般的速度传递能量，形成被称为锥形交叉点的交换区域。
这项研究减缓了量子计算机的动力学，并揭示了与光化学中的锥形交叉相关的预言(但从未见过)的泄密标志。
合著者和研究小组负责人，来自化学学院和悉尼大学纳米研究所的副教授Ivan Kassal说:“这一令人兴奋的结果将帮助我们更好地理解超快动力学-分子如何在最快的时间尺度上变化。
“在悉尼大学，我们可以使用该国最好的可编程量子计算机来进行这些实验，这是非常了不起的。”
用于进行实验的量子计算机位于量子创业公司Q-CTRL的创始人Michael Biercuk教授的量子控制实验室。这项实验工作是由Ting Rei Tan博士领导的。
该研究的合著者Tan说:“这是化学理论家和实验量子物理学家之间的一次奇妙的合作。我们正在使用一种新的物理方法来解决化学中一个长期存在的问题。”
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希望本篇文章《科学家通过量子设备将化学反应模拟速度降低至原来的千亿分之一》能对你有所帮助！
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