Uzmanlara göre kuantum işlemciler için “öldürücü uygulamalar” kimya hesaplamalarını içerecek. Bunu başarmak için karmaşık kimyasal süreçleri modelleyebilen kuantum cihazları yaratıyorlar. Bir kuantum dalga paketinin bir “konik kesişme” ya da moleküler enerji potansiyelinin belirli bir düzenlemesi yakınındaki evrimi, Christopher Wang ve Yale Üniversitesi’ndeki meslektaşları tarafından bir süper iletken devre kullanılarak modellenmiştir. Konik kesişmeler görme ile ilgilidir çünkü bir foton oküler fotoreseptör protein rodopsine çarptığında benzer dinamikler gerçekleşir.
Bir molekülün temel ve uyarılmış elektronik halleri çarpışarak koni şeklinde bir enerji potansiyeli oluşturduğunda, konik geçişler ortaya çıkar. Sonuç olarak molekülün elektronlarının ve çekirdeklerinin hareketleri birbirine sıkıca bağlanır. Konik kesişmeler teorisyenler tarafından “şeytani” olarak adlandırılmıştır çünkü bu bağlantı, sistemin elektronik yapısı ve dinamiklerinin simülasyonlarının başarısız olmasına izin veren teorik bir yaklaşıma neden olur.
Wang ve çalışma arkadaşları, konik kesişim simülatörlerini oluşturmak için süper iletken bir kubiti iki mikrodalga boşluğuna bağladılar. Bu cihazda, boşlukların salınımları nükleer hareketi yansıtıyor ve kübitlerin durumları bir molekülün elektronik durumlarını temsil ediyor. Bu sistemi, özel olarak tasarlanmış mikrodalga darbeleri kullanarak konik kesişimli bir sistemle aynı Hamiltonyene sahip olacak şekilde programladılar.
Kuantum tomografi ölçümleriyle, sistemin kuantum durumlarının evriminin, konik bir kesişme noktasından geçen bir kuantum dalga paketininkini tam olarak taklit ettiğini gösterdiler.
Grup, simüle edilen konik kesişimin kimyasal olarak ilgi çekici olmadığını çünkü çok basit olduğunu kabul ediyor. Bununla birlikte Wang, deneylerinin kuantum cihazlarının belirli bir Hamiltonyeni kopyalamak için özel olarak programlanabileceğini gösterdiğini iddia ediyor. Ona göre, ek gelişmelerle birlikte bu cihaz “gerçek işleme kapasitesine sahip bir şeyin yapı taşını oluşturabilir”.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s14
