شبیه سازی مدل واكنشی با استفاده كیوبیت‌ها
محققان چینی و سنگاپوری با استفاده از یك شبیه‌سازی كامپیوتری موفق شدند برای اولین بار پیشرفت یك واكنش شیمیایی را توضیح دهند. آنها با استفاده از سه بیت كوانتومی یا كیوبیت‌ها، واكنش ایزومریزاسیون مولكول‌های مالون آلدهید را كه توسط لیزر انجام می‌شود، شبیه‌سازی كردند.

محققان چینی و سنگاپوری با استفاده از یك شبیه‌سازی كامپیوتری موفق شدند برای اولین بار پیشرفت یك واكنش شیمیایی را توضیح دهند. آنها با استفاده از سه بیت كوانتومی یا كیوبیت‌ها، واكنش ایزومریزاسیون مولكول‌های مالون آلدهید را كه توسط لیزر انجام می‌شود، شبیه‌سازی كردند.
 
در محاسبه‌های كلاسیك، با اضافه شدن هر متغیر به سیستم در محاسبات واكنش‌های شیمیایی، مقدار انرژی مورد نیاز برای محاسبه به‌صورت نمایی افزایش پیدا می‌كند. اما كیوبیت‌ها قادرند تا به‌صورت خودبه‌خودی دو حالت را به‌خود بگیرند كه به آن ابرموقعیت گفته می‌شود. این ویژگی موجب می‌شود تا مقدار انرژی مورد نیاز برای محاسبه در این سیستم به‌شدت كاهش یابد. مشكلی كه بیت‌های كوانتومی دارند این است كه كار كردن و نگهداری از آنها بدون وارد آمدن خطا در این سیستم‌ها بسیار دشوار است. فرانكو نوری، رهبر تیم تحقیقاتی در RIKEN ژاپن می‌گوید هدف اصلی از توسعه كامپیوترهای كوانتومی این نیست كه تا چند دهه آینده كامپیوترهای كلاسیك را كنار زده و جای آنها را بگیرند. ایوان كاسل، متخصص شبیه‌سازی‌های كامپیوتری بخش شیمی دانشگاه كوییزلند استرالیا می‌گوید شبیه‌سازهای كوانتومی كه برای محاسبات ویژه‌ای طراحی شده‌اند می‌توانند كار شبیه‌سازی را بسیار ساده كنند.

تیم تحقیقاتی دانشگاه علم و فناوری در هیفه چین از اسپین‌های هسته سه اتم كربن، هیدروژن و فلئور به‌عنوان كیوبیت استفاده كردند. این اتم‌ها در مركز مولكول دی‌اتیل‌فلورومالونات قرار دارد. این هسته با استفاده از دستگاه طیف سنج NMR كنترل و مشاهده می‌شود. میدان مغناطیسی NMR برای دستكاری اسپین‌های هسته استفاده شده تا با كمك آن ابرموقعیت مورد نیاز میان دو حالت تراز و ضدتراز ایجاد شود.

در گام بعد از تابش الكترومغناطیس رادیوفركانس پالسی شكل‌دار در طیف سنج استفاده می‌شود تا سه كیوبیت به حالت پایه خود برگردند. 25 پالس شكل‌دار دیگر به سیستم اعمال می‌شود تا اسپین هسته را دستكاری كند. پالس‌های رادیوفركانس به‌مانند پیمایشگر عمل می‌كند و به محققان اجازه می‌دهد تا تغییرات حالت كیوبیت‌ها را دنبال كنند. در مدت 30 میلی ثانیه كیوبیت‌ها تغییر ایزومر را از حالت ایزومر حداكثر به ایزومر حداقل تقلید می‌كند. محققان 24 اندازه‌گیری با این سیستم انجام دادند كه نتایج خوبی به‌دست آمد و در نهایت مشخص شد كه این شبیه‌سازی بسیار دقیق است. كاسل این پروژه را یك پیشرفت قابل توجه قلمداد می‌كند . نوری از نتایج خوب آن شگفت زده است.

منبع: ستاد توسعه فناوری نانو

نوشته شده در تاریخ پنجشنبه 21 مهر 1390    | توسط: سیدمحمدامین شاهمرادی    |    | نظرات()