Bremse kemiske reaktioner: Ny forskning fra University of Sydney - Inside Quantum Technology

Bremse kemiske reaktioner: Ny forskning fra University of Sydney – Inside Quantum Technology

Tidsstempel: 29. august 2023 kl. 7
Ny forskning fra University of Sydney anvender en kvantecomputer til at bremse kemiske reaktioner.
By Kenna Hughes-Castleberry offentliggjort 29. august 2023

En af de mest diskuterede potentielle anvendelser for fremtiden for kvantecomputere er kemi , lægemiddeldesign. Eksperter spekulerer i, at kvantecomputere kan hjælpe med at simulere lægemiddelforsøg og modellere kemiske reaktioner med ekstra præcision. Ny forskning fra University of Sydney i Australien afslører nogle af de første fremskridt inden for kvanteberegning til kemi, da forskere brugte en kvantecomputer til at bremse en kemisk reaktion med 100 milliarder gange, idet de kunne observere en kritisk proces som et resultat. Deres resultater, offentliggjort i Naturkemi, tyder på, at denne proces kunne bruges til at analysere andre kemiske reaktioner med hidtil uset præcision.

Ved at bremse reaktionen var forskerne i stand til at observere et interferensmønster forårsaget af et enkelt atom, der blev påvirket af en struktur kendt som en "konisk skæring.” I kemi er denne geometriske form ret almindelig og kan påvirke vigtige processer i kemi, såsom fotosyntese i planter.

I årtier har forskere arbejdet på at visualisere koniske skæringspunkter og andre geometriske processer med ringe succes.

For at overvinde dette problem brugte forskere fra University of Sydney en fanget-ion kvantecomputer til at kortlægge den kemiske reaktion og derefter bremse den med en væsentlig faktor. "I naturen er hele processen overstået inden for femtosekunder," forklarede forsker Olaya Agudelo, fra University of Sydney's School of Chemistry, i en nylig pressemeddelelse. "Det er en milliardtedel af en milliontedel - eller en kvadrilliontedel - af et sekund. Ved hjælp af vores kvantecomputer byggede vi et system, der gjorde det muligt for os at bremse den kemiske dynamik fra femtosekunder til millisekunder. Dette gav os mulighed for at foretage meningsfulde observationer og målinger."

Kvantecomputeren, der blev brugt til dette eksperiment, tilhører Quantum Control Laboratory, drevet af Dr. Michael Biercuk, professor ved University of Sydney og grundlægger af Q-CTRL, en opstart af kvantecomputere. Ved at slå sig sammen med forskere på School of Chemistry var forskerne i stand til at observere signaturerne af koniske skæringspunkter som aldrig før.

"Dette er et fantastisk samarbejde mellem kemi-teoretikere og eksperimentelle kvantefysikere," sagde Dr. Ting Rei Tan, undersøgelsens ledende forsker, i pressemeddelelsen. "Vi bruger en ny tilgang inden for fysik til at tackle et langvarigt problem inden for kemi."

Kenna Hughes-Castleberry er medarbejderskribent hos Inside Quantum Technology og Science Communicator på JILA (et partnerskab mellem University of Colorado Boulder og NIST). Hendes skrivebeats inkluderer deep tech, quantum computing og AI. Hendes arbejde har været omtalt i Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica og mere.

Tidsstempel:

Mere fra Inde i Quantum Technology