Sakta ner kemiska reaktioner: Ny forskning från University of Sydney - Inside Quantum Technology

Sakta ner kemiska reaktioner: Ny forskning från University of Sydney – Inside Quantum Technology

Tidsstämpel: 29 augusti 2023 7:59
Ny forskning från University of Sydney använder en kvantdator för att bromsa kemiska reaktioner.
By Kenna Hughes-Castleberry postat 29 augusti 2023

En av de mest diskuterade potentiella tillämpningarna för framtidens kvantberäkningar är kemi och läkemedelsdesign. Experter spekulerar i att kvantdatorer kan hjälpa till att simulera läkemedelsförsök och modellera kemiska reaktioner med extra precision. Ny forskning från University of Sydney i Australien avslöjar några av de första framstegen inom kvantberäkning för kemi, eftersom forskare använde en kvantdator för att bromsa en kemisk reaktion med 100 miljarder gånger, och kunde observera en kritisk process som ett resultat. Deras resultat, publicerade i Naturkemi, föreslår att denna process skulle kunna användas för att analysera andra kemiska reaktioner med oöverträffad precision.

När forskarna saktade ner reaktionen kunde forskarna observera ett interferensmönster orsakat av att en enda atom påverkades av en struktur känd som en "konisk skärning.” Inom kemin är denna geometriska form ganska vanlig och kan påverka viktiga processer inom kemin, som fotosyntes i växter.

I decennier har forskare arbetat med att visualisera koniska skärningar och andra geometriprocesser med liten framgång.

För att övervinna detta problem använde forskarna vid University of Sydney en kvantdator med fångade joner för att kartlägga den kemiska reaktionen och sedan sakta ner den med en betydande faktor. "I naturen är hela processen över inom femtosekunder," förklarade forskaren Olaya Agudelo, från University of Sydney's School of Chemistry, i ett färskt pressmeddelande. ”Det är en miljarddels miljondel – eller en kvadrilliondel – av en sekund. Med hjälp av vår kvantdator byggde vi ett system som gjorde att vi kunde bromsa den kemiska dynamiken från femtosekunder till millisekunder. Detta gjorde det möjligt för oss att göra meningsfulla observationer och mätningar.”

Kvantdatorn som används för detta experiment tillhör Quantum Control Laboratory, som drivs av Dr. Michael Biercuk, professor vid University of Sydney och grundaren av Q-CTRL, en uppstart av kvantdatorer. Genom att samarbeta med forskare vid School of Chemistry kunde forskarna observera signaturerna av koniska korsningar som aldrig förr.

"Detta är ett fantastiskt samarbete mellan kemiteoretiker och experimentella kvantfysiker," sa Dr. Ting Rei Tan, studiens ledande forskare, i pressmeddelandet. "Vi använder ett nytt tillvägagångssätt inom fysik för att ta itu med ett långvarigt problem inom kemi."

Kenna Hughes-Castleberry är personalskribent på Inside Quantum Technology och Science Communicator vid JILA (ett partnerskap mellan University of Colorado Boulder och NIST). Hennes skrivbeats inkluderar djupteknik, kvantberäkning och AI. Hennes arbete har visats i Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica och mer.

Tidsstämpel:

Mer från Inuti Quantum Technology