“理解靜態分子性質就像知道登山的起點和終點，但模擬化學動力學需要了解沿途的每一個曲折，”伊萬·卡薩爾教授解釋說。在一次具有里程碑意義的成就中，澳大利亞悉尼大學的研究人員成功地使用捕獲離子量子計算機模擬了光與真實分子的超快相互作用。這項於2024年宣布的突破，標誌著量子計算和化學領域的重大進展。
由於需要巨大的計算資源，傳統計算機很難模擬這些快速過程。悉尼大學團隊的創新方法是使用一種高度資源高效的模擬量子模擬方法。這種方法將模擬壓縮到更少的硬件資源中，使其效率比標準量子計算方法高約一百萬倍。
研究人員開發了一種新穎的編碼方案，將分子量子態的時變演化映射到捕獲離子系統上。這使得可以通過將時間膨脹1000億倍來忠實地再現超快光化學事件。這一突破對醫學、能源和材料科學具有深遠的影響。
準確、實時地模擬光誘導分子過程是解鎖各個領域創新的關鍵。在醫學領域，在量子水平上理解光動力療法可以加速開發針對癌症和皮膚病的高度靶向治療方法。改進的太陽能系統建模可能會帶來更高效、更可持續的技術。
丁瑞·譚博士強調了這些量子模擬的變革潛力，並指出量子技術提供了指數級的速度提升和資源效率。這項實驗指向了一個未來，量子計算機可以常規地解決經典方法無法解決的問題。實時模擬整個化學轉化的能力為解決緊迫的全球挑戰提供了一個前所未有的工具包。