В новаторском достижении исследователи IBM и Lockheed Martin успешно смоделировали метилен, высокореактивную молекулу, жизненно важную для выбросов при сгорании, атмосферной химии и межзвездных процессов. Этот подвиг был совершен с использованием гибридного квантово-классического подхода.
Команда использовала «квантовую диагонализацию на основе выборки» на 52-кубитной квантово-центрической суперкомпьютерной архитектуре IBM. Метилен, обозначаемый как CH, представляет собой сложные задачи моделирования из-за своих неспаренных электронов и сложного поведения. Метод позволил точно рассчитать разницу энергий, определяющую реакционную способность молекулы.
Результаты квантовых вычислений точно соответствовали традиционным методам вычислений, демонстрируя надежность этого подхода для решения реальных химических задач. Этот прорыв, достигнутый в Соединенных Штатах, открывает немедленные перспективы для отраслей, зависящих от химического моделирования.
Аэрокосмические компании теперь могут совершенствовать модели процессов сгорания и оценки деградации материалов. Производители химикатов получают передовые инструменты для разработки катализаторов и прогнозирования путей реакции. Энергетические компании могут улучшить понимание выбросов при сгорании и переноса электронов в материалах аккумуляторов.
Значимость метилена обусловлена его ролью высокореактивного промежуточного продукта в реакциях горения. Успешное моделирование его спаренных и неспаренных электронных состояний открывает новые возможности для молекулярного дизайна и моделирования в различных отраслях.