Agencias, Ciudad de México.- Por primera vez se ha usado una computadora cuántica para diseñar y observar directamente un proceso crítico en las reacciones químicas ralentizándolo en un factor de 100,000 millones de veces.
Específicamente, un equipo de investigación de la Universidad de Sydney fue testigo del patrón de interferencia de un solo átomo causado por una estructura geométrica común en química llamada “intersección cónica”.
Las intersecciones cónicas son conocidas en toda la química y son vitales para procesos fotoquímicos rápidos, como la captación de luz en la visión humana o la fotosíntesis.
Los químicos han intentado observar directamente estos procesos geométricos en la dinámica química desde la década de 1950, pero no es factible observarlos directamente dadas las escalas de tiempo extremadamente rápidas involucradas.
Scientists use quantum device to slow chemical process by factor of 100B https://t.co/swdBYdHZet
— Winson Tang (@winsontang) September 4, 2023
Para solucionar este problema, los investigadores cuánticos de la Facultad de Física y la Facultad de Química crearon un experimento utilizando una computadora cuántica de iones atrapados de una manera completamente nueva. Esto les permitió diseñar y mapear este problema tan complicado en un dispositivo cuántico relativamente pequeño y luego ralentizar el proceso en un factor de 100 mil millones. Los resultados de su investigación se publican en Nature Chemistry.
La estudiante de doctorado e investigadora princial Vanessa Olaya Agudelo dijo en un comunicado: “En la naturaleza, todo el proceso finaliza en femtosegundos. Eso es una milmillonésima de millonésima (o una cuatrillonésima) de segundo.
“Utilizando nuestra computadora cuántica, construimos un sistema que nos permitió ralentizar la dinámica química de femtosegundos a milisegundos. Esto nos permitió realizar observaciones y mediciones significativas. Esto nunca se ha hecho antes.”
“Es al comprender estos procesos básicos dentro y entre las moléculas que podemos abrir un nuevo mundo de posibilidades en la ciencia de los materiales, el diseño de fármacos o la recolección de energía solar”, declaró.
Los experimentos coinciden con el modelo teórico y demuestran la capacidad de los simuladores cuánticos analógicos (como los realizados con iones atrapados) para describir con precisión los efectos cuánticos nucleares.
Very proud of this new work on #quantumsimulation from the #Quantumcontrol Lab @Sydney_Uni @ARC_EQUS in @NatureChemistry
A great collab w/ @IvanKassal @CHQuant, work led by Ting Rei Tan & @CValahu. Look for the companion piece by @kenbrownquantum https://t.co/Lu9VaYGcSq
— Michael J. Biercuk (@MJBiercuk) August 28, 2023
