На пути к реальному применению

Квантовые компьютеры будут играть ключевую роль в моделировании квантово-механических явлений, таких как взаимодействие атомов и частиц, а также структура (или форма) молекул. Одним из инструментов, которые ученые используют для понимания химической структуры, является ядерный магнитный резонанс (ЯМР), та же наука, которая лежит в основе технологии МРТ. ЯМР действует как молекулярный микроскоп, достаточно мощный, чтобы позволить нам увидеть относительное положение атомов, что помогает нам понять структуру молекулы. Моделирование формы и динамики молекул имеет фундаментальное значение для химии, биологии и материаловедения, а достижения, которые помогают нам лучше делать это, поддерживают достижения в самых разных областях: от биотехнологии до солнечной энергетики и ядерного синтеза.

В эксперимент, подтверждающий принцип В сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Беркли мы запустили алгоритм Quantum Echoes на нашем чипе Willow, чтобы изучить две молекулы, одну с 15 атомами, а другую с 28 атомами, чтобы проверить этот подход. Результаты, полученные на нашем квантовом компьютере, совпали с результатами традиционного ЯМР и выявили информацию, обычно недоступную с помощью ЯМР, что обеспечивает решающее подтверждение нашего подхода.

Подобно тому, как телескоп и микроскоп открыли новые невидимые миры, этот эксперимент является шагом к созданию «квантового телескопа», способного измерять ранее ненаблюдаемые природные явления. ЯМР, усиленный квантовыми вычислениями, может стать мощным инструментом в открытии лекарств, помогая определить, как потенциальные лекарства связываются со своими целями, или в материаловедении, чтобы охарактеризовать молекулярную структуру новых материалов, таких как полимеры, компоненты батарей или даже материалы, из которых состоят наши квантовые биты (кубиты).