Memperlambat Reaksi Kimia: Penelitian Baru Dari Universitas Sydney

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Penelitian baru dari Universitas Sydney menerapkan komputer kuantum untuk memperlambat reaksi kimia.

By Kenna Hughes-Castleberry diposting 29 Agustus 2023

Salah satu aplikasi potensial yang paling banyak dibicarakan untuk masa depan komputasi kuantum adalah kimia dan desain obat. Para ahli berspekulasi bahwa komputer kuantum dapat membantu mensimulasikan uji coba obat dan memodelkan reaksi kimia dengan ekstra presisi. Penelitian baru dari Universitas Sydney di Australia mengungkapkan beberapa kemajuan pertama dalam komputasi kuantum untuk bidang kimia, ketika para peneliti menggunakan komputer kuantum untuk memperlambat reaksi kimia sebanyak 100 miliar kali, sehingga mampu mengamati proses kritis sebagai hasilnya. Temuan mereka, dipublikasikan di Kimia Alam, menyarankan bahwa proses ini dapat digunakan untuk menganalisis reaksi kimia lainnya dengan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Ketika memperlambat reaksi, para ilmuwan dapat mengamati pola interferensi yang disebabkan oleh satu atom yang dipengaruhi oleh struktur yang dikenal sebagai “persimpangan berbentuk kerucut.” Dalam kimia, bentuk geometris ini cukup umum dan dapat mempengaruhi proses penting dalam kimia, seperti fotosintesis pada tumbuhan.

Selama beberapa dekade, para peneliti telah berupaya memvisualisasikan persimpangan berbentuk kerucut dan proses geometri lainnya, namun kurang berhasil.

Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti di Universitas Sydney menggunakan komputer kuantum ion yang terperangkap untuk memetakan reaksi kimia dan kemudian memperlambatnya dengan faktor yang signifikan. “Secara alami, seluruh proses selesai dalam hitungan femtodetik,” jelas peneliti Olaya Agudelo, dari Fakultas Kimia Universitas Sydney, dalam siaran persnya baru-baru ini. “Itu berarti sepermiliar juta—atau sepersejuta kuadriliun—detik. Dengan menggunakan komputer kuantum, kami membangun sistem yang memungkinkan kami memperlambat dinamika kimia dari femtodetik menjadi milidetik. Hal ini memungkinkan kami melakukan pengamatan dan pengukuran yang bermakna.”

Komputer kuantum yang digunakan untuk percobaan ini milik Laboratorium Kontrol Kuantum, yang dijalankan oleh Dr. Michael Biercuk, seorang profesor di Universitas Sydney dan pendiri Q-CTRL, sebuah start-up komputasi kuantum. Dengan bekerja sama dengan para peneliti di Fakultas Kimia, para ilmuwan dapat mengamati tanda-tanda persimpangan berbentuk kerucut dengan cara yang belum pernah ada sebelumnya.

“Ini adalah kolaborasi fantastis antara ahli teori kimia dan fisikawan kuantum eksperimental,” kata Dr. Ting Rei Tan, peneliti utama studi tersebut, dalam siaran persnya. “Kami menggunakan pendekatan baru dalam fisika untuk mengatasi masalah kimia yang sudah lama ada.”

Kenna Hughes-Castleberry adalah staf penulis di Inside Quantum Technology dan Science Communicator di JILA (kemitraan antara University of Colorado Boulder dan NIST). Ketukan tulisannya meliputi teknologi mendalam, komputasi kuantum, dan AI. Karyanya telah ditampilkan di Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica, dan banyak lagi.