Il team Google AI Quantum ha utilizzato il suo processore quantistico a 54 qubit per simulare i cambiamenti nella configurazione di una molecola: la prima simulazione di una reazione chimica quantistica.

La chimica a livello di meccanica quantistica ha un mix di combinazioni possibili davvero complicato. I computer quantistici sono costruiti attorno agli stessi principi di probabilità quantistica che governano la chimica a livello fondamentale.

In un processore quantistico i qubit, che è la combinazione di quantum e bit, è possibile replicare un calcolo probabilistico in tempi minori.

Gli algoritmi formulati appositamente per sfruttare questa meccanica quantistica consentono scorciatoie, riducendo a pochi minuti quello che richiederebbe a un super computer classico migliaia di anni di macinatura.

In questa simulazione il team Google AI Quantum ha riproposto delle variazioni di una molecola di diazina e ha utilizzato 12 dei 54 qubit del processore Sycamore per eseguire i calcoli. Il team ha anche realizzato un algoritmo progettato per combinare i processi classici con quelli quantistici.

Come indicato nell’estratto dello studio:

The simulation of fermionic systems is among the most anticipated applications of quantum computing. We performed several quantum simulations of chemistry with up to one dozen qubits, including modeling the isomerization mechanism of diazene.[…] This ubiquitous algorithmic primitive is classically tractable to simulate yet still generates highly entangled states over the computational basis, which allowed us to assess the performance of our hardware and establish a foundation for scaling up correlated quantum chemistry simulations.

 

Questa prima simulazione permetterà quindi di eseguire simulazioni sempre più evolute in futuro per progettare materiali più robusti, realizzare farmaci più efficaci e anche svelare i segreti della meccanica quantistica del nostro Universo.

 

La ricerca è stata pubblicata su Science.