Bremse kjemiske reaksjoner: Ny forskning fra University of Sydney - Inside Quantum Technology

Bremse kjemiske reaksjoner: Ny forskning fra University of Sydney – Inside Quantum Technology

Tidsstempel: 29. august 2023 kl.7: 59
Ny forskning fra University of Sydney bruker en kvantedatamaskin for å bremse kjemiske reaksjoner.
By Kenna Hughes-Castleberry lagt ut 29. august 2023

En av de mest diskuterte potensielle applikasjonene for fremtiden for kvantedatabehandling er kjemi og legemiddeldesign. Eksperter spekulerer i at kvantedatamaskiner kan bidra til å simulere legemiddelforsøk og modellere kjemiske reaksjoner med ekstra presisjon. Ny forskning fra University of Sydney i Australia avslører noen av de første fremskrittene innen kvanteberegning for kjemi, da forskere brukte en kvantedatamaskin for å bremse en kjemisk reaksjon med 100 milliarder ganger, og kunne observere en kritisk prosess som et resultat. Funnene deres, publisert i Naturkjemi, foreslår at denne prosessen kan brukes til å analysere andre kjemiske reaksjoner med enestående presisjon.

Når de bremset reaksjonen, var forskerne i stand til å observere et interferensmønster forårsaket av at et enkelt atom ble påvirket av en struktur kjent som en "konisk kryss.” I kjemi er denne geometriske formen ganske vanlig og kan påvirke viktige prosesser i kjemi, som fotosyntese i planter.

I flere tiår har forskere jobbet med å visualisere koniske skjæringer og andre geometriprosesser med liten suksess.

For å overvinne dette problemet brukte forskere fra University of Sydney en fanget-ion kvantedatamaskin for å kartlegge den kjemiske reaksjonen og deretter bremse den ned med en betydelig faktor. "I naturen er hele prosessen over i løpet av femtosekunder," forklarte forsker Olaya Agudelo, fra University of Sydney's School of Chemistry, i en fersk pressemelding. «Det er en milliarddel av en milliondel – eller en kvadrilliondel – av et sekund. Ved å bruke kvantedatamaskinen vår bygde vi et system som tillot oss å bremse den kjemiske dynamikken fra femtosekunder til millisekunder. Dette tillot oss å gjøre meningsfulle observasjoner og målinger.»

Kvantedatamaskinen som ble brukt til dette eksperimentet tilhører Quantum Control Laboratory, drevet av Dr. Michael Biercuk, professor ved University of Sydney og grunnleggeren av Q-CTRL, en oppstart av kvantedatabehandling. Ved å slå seg sammen med forskere ved School of Chemistry, var forskerne i stand til å observere signaturene til koniske kryss som aldri før.

"Dette er et fantastisk samarbeid mellom kjemiteoretikere og eksperimentelle kvantefysikere," sa Dr. Ting Rei Tan, hovedforskeren for studien, i pressemeldingen. "Vi bruker en ny tilnærming innen fysikk for å takle et langvarig problem innen kjemi."

Kenna Hughes-Castleberry er stabsskribent ved Inside Quantum Technology og Science Communicator ved JILA (et partnerskap mellom University of Colorado Boulder og NIST). Skriverytmene hennes inkluderer dypteknologi, kvantedatabehandling og AI. Arbeidet hennes har blitt omtalt i Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica og mer.

Tidstempel:

Mer fra Inne i kvanteteknologi