In einer bahnbrechenden Leistung haben Forscher von IBM und Lockheed Martin erfolgreich Methylen modelliert, ein hochreaktives Molekül, das für Verbrennungsemissionen, atmosphärische Chemie und interstellare Prozesse von entscheidender Bedeutung ist. Diese Leistung wurde mit einem hybriden quanten-klassischen Ansatz erzielt.
Das Team verwendete "stichprobenbasierte Quantendiagonalisierung" auf IBMs 52-Qubit-Quanten-zentrierter Supercomputing-Architektur. Methylen, symbolisiert als CH, stellt aufgrund seiner ungepaarten Elektronen und komplexen Verhaltensweisen Modellierungsherausforderungen dar. Die Methode ermöglichte die präzise Berechnung von Energiedifferenzen, die die Reaktivität des Moleküls bestimmen.
Die Ergebnisse des Quantencomputings spiegelten die traditionellen Rechenmethoden wider und demonstrierten die Zuverlässigkeit dieses Ansatzes für reale Chemieprobleme. Dieser Durchbruch, der in den Vereinigten Staaten erzielt wurde, birgt unmittelbare Versprechen für Industrien, die auf chemische Simulationen angewiesen sind.
Luft- und Raumfahrtunternehmen können nun Verbrennungsprozessmodelle und Materialdegradationsbewertungen verfeinern. Chemiehersteller erhalten fortschrittliche Werkzeuge für die Katalysatorentwicklung und die Vorhersage von Reaktionswegen. Energieunternehmen können das Verständnis von Verbrennungsemissionen und dem Elektronentransfer in Batteriematerialien verbessern.
Die Bedeutung von Methylen ergibt sich aus seiner Rolle als hochreaktives Zwischenprodukt in Verbrennungsreaktionen. Die erfolgreiche Modellierung seiner ungepaarten und gepaarten Elektronenzustände eröffnet neue Wege für das Molekulardesign und die Simulation in verschiedenen Branchen.