Поскольку атомы и молекулы управляются законами квантовой механики, квантовые компьютеры должны быть лучшим методом точного моделирования их поведения. Однако, до сих пор они не могли добиться достаточной точности, чтобы смоделировать крупные атомы или химические реакции, пишет New Scientist.

Команда ученых из Google выполнила на компьютере Sycamore первое точное квантовое моделирование химической реакции. Sycamore достигла квантового превосходства в 2019, когда выполнила вычисления, которые были не по силам классическому компьютеру за обозримое время.

Компьютер создал модель молекулы диазена, состоящей из двух атомов азота и двух атомов водорода и выполнил реакцию, в которой два атома водорода принимают различные положения вокруг азота. Квантовая модель совпала с расчетами, выполненными учеными на классическом компьютере.

Хотя эта реакция относительно простая и не требует квантового компьютера, достижение Google — серьезный шаг вперед в квантовых технологиях, сказал Райан Баббуш, один из разработчиков. Довольно просто, по его словам, будет масштабировать этот алгоритм, чтобы выполнить гораздо более сложные реакции в больших молекулах. Нужно только больше кубитов и небольшие поправки в расчетах. Однажды мы даже сможем разработать новые химические вещества с помощью квантовых машин, пообещал он.

Фундаментальная проблема квантовой системы в том, что квантовые состояния требуют полной тишины и стабильности, поскольку любой фоновый шум, изменение температуры или случайное электромагнитное поле могут нарушить их работу. Команда американских физиков открыла недавно простую модификацию квантовой системы, которая заставляет ее поверить в то, что фоновых шумов на самом деле нет. Метод позволяет продлить квантовые состояния на четыре порядка.