"Memahami sifat molekul statis seperti mengetahui titik awal dan akhir pendakian gunung, tetapi mensimulasikan dinamika kimia menuntut pemahaman setiap liku dan belokan di sepanjang jalan," jelas Profesor Ivan Kassal. Dalam pencapaian penting, para peneliti di Universitas Sydney, Australia, telah berhasil mensimulasikan interaksi ultra cepat cahaya dengan molekul nyata menggunakan komputer kuantum ion terperangkap. Terobosan ini, yang diumumkan pada tahun 2024, menandai kemajuan signifikan dalam komputasi kuantum dan kimia.
Komputer tradisional kesulitan memodelkan proses cepat ini karena sumber daya komputasi yang sangat besar yang dibutuhkan. Pendekatan inovatif tim Universitas Sydney menggunakan metode simulasi kuantum analog yang sangat efisien sumber daya. Metode ini memadatkan simulasi menjadi sumber daya perangkat keras yang jauh lebih sedikit, menjadikannya sekitar satu juta kali lebih efisien daripada metode komputasi kuantum standar.
Para peneliti mengembangkan skema pengkodean baru untuk memetakan evolusi keadaan kuantum molekul yang bergantung pada waktu ke sistem ion terperangkap. Ini memungkinkan reproduksi setia peristiwa fotokimia ultra cepat dengan mendilatasi waktu dengan faktor 100 miliar. Terobosan ini memiliki implikasi yang luas untuk kedokteran, energi, dan ilmu material.
Simulasi akurat dan real-time dari proses molekul terinduksi foto memegang kunci untuk membuka inovasi di berbagai bidang. Dalam kedokteran, memahami terapi fotodinamik pada tingkat kuantum dapat mempercepat pengembangan perawatan yang sangat ditargetkan untuk kanker dan gangguan kulit. Pemodelan sistem energi surya yang ditingkatkan dapat mengarah pada teknologi yang lebih efisien dan berkelanjutan.
Dr. Tingrei Tan menekankan potensi transformatif dari simulasi kuantum ini, mencatat bahwa teknologi kuantum menawarkan percepatan eksponensial dan efisiensi sumber daya. Eksperimen ini menunjuk ke masa depan di mana komputer kuantum secara rutin mengatasi masalah di luar jangkauan klasik. Kemampuan untuk mensimulasikan seluruh transformasi kimia saat terjadi secara real time menawarkan perangkat alat yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk memecahkan tantangan global yang mendesak.