In un risultato rivoluzionario, i ricercatori di IBM e Lockheed Martin hanno modellato con successo il metilene, una molecola altamente reattiva vitale nelle emissioni di combustione, nella chimica atmosferica e nei processi interstellari. Questa impresa è stata realizzata utilizzando un approccio ibrido quantistico-classico.
Il team ha impiegato la "diagonalizzazione quantistica basata su campioni" sull'architettura di supercalcolo quantistico a 52 qubit di IBM. Il metilene, simboleggiato come CH, presenta sfide di modellazione a causa dei suoi elettroni spaiati e dei comportamenti complessi. Il metodo ha permesso il calcolo preciso delle differenze di energia, che dettano la reattività della molecola.
I risultati del calcolo quantistico hanno rispecchiato da vicino i metodi di calcolo tradizionali, dimostrando l'affidabilità di questo approccio per problemi chimici reali. Questa svolta, ottenuta negli Stati Uniti, offre promesse immediate per le industrie che si affidano alla simulazione chimica.
Le aziende aerospaziali possono ora perfezionare i modelli dei processi di combustione e le valutazioni del degrado dei materiali. I produttori di prodotti chimici ottengono strumenti avanzati per la progettazione di catalizzatori e la previsione dei percorsi di reazione. Le aziende energetiche possono migliorare la comprensione delle emissioni di combustione e del trasferimento di elettroni nei materiali delle batterie.
L'importanza del metilene deriva dal suo ruolo di intermedio altamente reattivo nelle reazioni di combustione. Modellare con successo i suoi stati elettronici accoppiati e non accoppiati apre nuove strade per la progettazione e la simulazione molecolare in diverse industrie.