प्रोफेसर इवान कसल बताते हैं, "स्थैतिक आणविक गुणों को समझना एक पहाड़ की चढ़ाई के शुरुआती और अंतिम बिंदुओं को जानने जैसा है, लेकिन रासायनिक गतिशीलता का अनुकरण करने के लिए रास्ते के हर मोड़ और मोड़ को समझना आवश्यक है।" एक ऐतिहासिक उपलब्धि में, ऑस्ट्रेलिया के सिडनी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक एक ट्रैप्ड-आयन क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग करके वास्तविक अणुओं के साथ प्रकाश की अल्ट्राफास्ट इंटरैक्शन का अनुकरण किया है। 2024 में घोषित यह सफलता, क्वांटम कंप्यूटिंग और रसायन विज्ञान में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतीक है।
पारंपरिक कंप्यूटरों को आवश्यक विशाल कम्प्यूटेशनल संसाधनों के कारण इन तेजी से होने वाली प्रक्रियाओं को मॉडल करने में कठिनाई होती है। सिडनी विश्वविद्यालय की टीम का अभिनव दृष्टिकोण एक अत्यधिक संसाधन-कुशल एनालॉग क्वांटम सिमुलेशन विधि का उपयोग करता है। यह विधि सिमुलेशन को काफी कम हार्डवेयर संसाधनों में संघनित करती है, जिससे यह मानक क्वांटम कंप्यूटिंग विधियों की तुलना में लगभग दस लाख गुना अधिक कुशल हो जाती है।
शोधकर्ताओं ने आणविक क्वांटम राज्यों के समय-निर्भर विकास को ट्रैप्ड-आयन प्रणाली पर मैप करने के लिए एक उपन्यास एन्कोडिंग योजना विकसित की। यह समय को 100 बिलियन के कारक से पतला करके अल्ट्राफास्ट फोटोकेमिकल घटनाओं के विश्वसनीय प्रजनन की अनुमति देता है। इस सफलता का चिकित्सा, ऊर्जा और सामग्री विज्ञान पर दूरगामी प्रभाव पड़ता है।
फोटो-प्रेरित आणविक प्रक्रियाओं के सटीक, वास्तविक समय के सिमुलेशन विभिन्न क्षेत्रों में नवाचारों को अनलॉक करने की कुंजी रखते हैं। चिकित्सा में, क्वांटम स्तर पर फोटोडायनामिक थेरेपी को समझने से कैंसर और त्वचा विकारों के लिए अत्यधिक लक्षित उपचारों के विकास में तेजी आ सकती है। सौर ऊर्जा प्रणालियों के बेहतर मॉडलिंग से अधिक कुशल, टिकाऊ प्रौद्योगिकियां प्राप्त हो सकती हैं।
डॉ. टिंगरेई टैन इन क्वांटम सिमुलेशन की परिवर्तनकारी क्षमता पर जोर देते हैं, यह देखते हुए कि क्वांटम तकनीक घातीय गति और संसाधन दक्षता प्रदान करती है। यह प्रयोग एक ऐसे भविष्य की ओर इशारा करता है जहां क्वांटम कंप्यूटर नियमित रूप से शास्त्रीय पहुंच से परे समस्याओं का समाधान करते हैं। वास्तविक समय में होने वाले संपूर्ण रासायनिक परिवर्तनों का अनुकरण करने की क्षमता वैश्विक चुनौतियों को हल करने के लिए एक अभूतपूर्व टूलकिट प्रदान करती है।