Układy kwantowe mają coraz mniej tajemnic. Fizycy znaleźli sposób na ich łamanie

Fizycy z nowojorskiego Center for Computational Quantum Physics oraz szwajcarskiej École Polytechnique Fédérale de Lausanne znaleźli sposób na rozwikłanie zagadek towarzyszących układom kwantowym.

Chcąc przewidywać właściwości cząsteczek lub materiałów musimy wiedzieć, jak w sposób kolektywny zachowują się ich elektrony. W przyszłości powinno to doprowadzić do pojawienia się nowych leków oraz materiałów wykazujących szczególnie pożądane właściwości. Problem pojawia się, gdy elektrony są ze sobą splątane, przez co nie można zbadać ich pojedynczo.

Czytaj też: Powstał pierwszy przeciwbólowy implant tego typu. Wkrótce leki przeciwbólowe odejdą w zapomnienie?

Z tego względu członkowie zespołu badawczego odpowiedzialni za publikację dostępną w Proceedings of the National Academy of Sciences postanowili kontrolować zachowanie elektronów z wykorzystaniem sieci neuronowej. Wprowadza ona poprawki do momentu, aż znajdzie dokładne rozwiązanie, które może zostać następnie przeniesione do świata rzeczywistego. W konsekwencji możliwe jest odtworzenie efektu splątania bez pojawiających się do tej pory trudności obliczeniowych.

Można traktować elektrony tak, jakby nie komunikowały się ze sobą, jakby nie oddziaływały ze sobą. Dodatkowe cząstki, które wprowadzamy, pośredniczą w oddziaływaniach między rzeczywistymi cząstkami, funkcjonującymi w rzeczywistym układzie fizycznym, który próbujemy opisać. wyjaśnia główny autor badania, Javier Robledo Moreno

Do tej pory układy kwantowe trzeba było badać w czasochłonny sposób

Inny z członków zespołu zajmującego się tą sprawą, Antoine Georges, dodaje natomiast, iż mając możliwość uzyskania funkcji falowych złożonych cząsteczek, świat nauki będzie mógł z tego czerpać szereg korzyści. Chodzi między innymi o projektowanie nowatorskich leków i materiałów o określonych właściwościach, cechujących się na przykład nadprzewodnictwem.

Czytaj też: Kubity to już przeszłość. Rewolucję mają przynieść cyfry kwantowe

Ostatecznie badacze chcieliby mieć możliwość obliczeniowego przewidywania właściwości materiału lub cząsteczki bez konieczności prowadzenia syntezy oraz wykonywania testów w warunkach laboratoryjnych. W efekcie możliwe byłoby chociażby testowanie wielu różnych cząsteczek pod kątem pożądanych właściwości farmaceutycznych za pomocą kilku kliknięć myszką.