Rallentamento delle reazioni chimiche: nuova ricerca dell'Università di Sydney - Inside Quantum Technology

Rallentamento delle reazioni chimiche: nuova ricerca dell'Università di Sydney – Inside Quantum Technology

Una nuova ricerca dell’Università di Sydney applica un computer quantistico per rallentare le reazioni chimiche.
By Kenna Hughes-Castleberry pubblicato il 29 agosto 2023

Una delle potenziali applicazioni più discusse per il futuro dell’informatica quantistica è chimica ed progettazione di farmaci. Gli esperti ipotizzano che i computer quantistici possano aiutare a simulare sperimentazioni farmacologiche e modellare reazioni chimiche con maggiore precisione. Una nuova ricerca dell’Università di Sydney in Australia rivela alcuni dei primi progressi nell’informatica quantistica per la chimica, poiché i ricercatori hanno utilizzato un computer quantistico per rallentare una reazione chimica di 100 miliardi di volte, riuscendo di conseguenza a osservare un processo critico. I loro risultati, pubblicati in Chimica della natura, suggeriscono che questo processo potrebbe essere utilizzato per analizzare altre reazioni chimiche con una precisione senza precedenti.

Rallentando la reazione, gli scienziati sono stati in grado di osservare uno schema di interferenza causato da un singolo atomo influenzato da una struttura nota come "intersezione conica." In chimica, questa forma geometrica è piuttosto comune e può influenzare importanti processi chimici, come la fotosintesi nelle piante.

Per decenni, i ricercatori hanno lavorato per visualizzare intersezioni coniche e altri processi geometrici con scarso successo.

Per superare questo problema, i ricercatori dell’Università di Sydney hanno utilizzato un computer quantistico con ioni intrappolati per mappare la reazione chimica e poi rallentarla di un fattore significativo. "In natura, l'intero processo avviene in pochi femtosecondi", ha spiegato il ricercatore Olaya Agudelo, della Scuola di Chimica dell'Università di Sydney, in un recente comunicato stampa. «È un miliardesimo di milionesimo, o un quadrilionesimo, di secondo. Utilizzando il nostro computer quantistico, abbiamo costruito un sistema che ci ha permesso di rallentare la dinamica chimica da femtosecondi a millisecondi. Ciò ci ha permesso di effettuare osservazioni e misurazioni significative”.

Il computer quantistico utilizzato per questo esperimento appartiene al Laboratorio di Controllo Quantistico, gestito dal Dr. Michael Biercuk, professore all'Università di Sydney e fondatore di Q-CTRL, una start-up di informatica quantistica. Collaborando con i ricercatori della Scuola di Chimica, gli scienziati sono stati in grado di osservare le tracce delle intersezioni coniche come mai prima d'ora.

“Si tratta di una fantastica collaborazione tra teorici della chimica e fisici quantistici sperimentali”, ha affermato il Dott. Ting Rei Tan, il ricercatore principale dello studio, nel comunicato stampa. “Stiamo utilizzando un nuovo approccio in fisica per affrontare un problema di vecchia data in chimica”.

Kenna Hughes-Castleberry è una scrittrice presso Inside Quantum Technology e Science Communicator presso JILA (una partnership tra l'Università del Colorado Boulder e il NIST). I suoi ritmi di scrittura includono tecnologia profonda, informatica quantistica e intelligenza artificiale. Il suo lavoro è stato pubblicato su Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica e altri.

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