تحقق الحواسيب الكلاسيكية من دقة على مستوى كمي للطاقة FeMoco

استخدم الباحثون حواسيب فائقة تقليدية لحساب طاقة الحالة الأرضية لـFeMoco، وهي جزيء حاسم في تثبيت النيتروجين، بدقة كانت تُعتقد لفترة طويلة حصرية للحواسيب الكمومية. يتحدى هذا الاختراق ادعاءات الميزة الكمومية لهذه المحاكيات الكيميائية. قد يسرع هذا الاكتشاف الجهود لفهم وتكرار تثبيت النيتروجين لأسمدة أكثر كفاءة.

تثبيت النيتروجين، عملية تحويل الميكروبات للنيتروجين الجوي إلى أمونيا صالح للاستخدام، أمر أساسي للحياة على الأرض. في صميمها يوجد FeMoco، جزيء معقد ما زالت آلياته الدقيقة غامضة. فهم FeMoco يمكن أن يمكن التكرار الصناعي واسع النطاق، مما يقلل تكاليف الطاقة في إنتاج الأسمدة وزيادة محتملة في إنتاجية المحاصيل.  nnكان حساب طاقة الحالة الأرضية لـFeMoco صعباً بشكل شهير بسبب العديد من الإلكترونات التي تتصرف في أنماط موجية كمومية عبر مدار متعددة. بينما أثبتت الحواسيب الكمومية رياضياً قدرتها على حلول دقيقة بدون تقريبات، تأخرت الطرق الكلاسيكية، معتمدة على تقديرات أقل دقة.  nnالآن، طور فريق بقيادة Garnet Kin-Lic Chan في California Institute of Technology نهجاً كلاسيكياً يطابق «الدقة الكيميائية» —الدقة اللازمة للتنبؤات الكيميائية الموثوقة—. من خلال تحليل خصائص حالات FeMoco الكمومية ذات الطاقة الأعلى، مثل تماثلات الإلكترون، حسب الباحثون حدود عليا لطاقة الحالة الأرضية واستقروا على قيمة دقيقة. يُقال إن طريقتهم تكمل المهمة في أقل من دقيقة على حاسوب فائق، مقارنة بثماني ساعات تقديرية على جهاز كمومي في ظروف مثالية.  nnومع ذلك، لا يفك شيفرة هذا التقدم دور FeMoco في تثبيت النيتروجين بالكامل. تظل الأسئلة حول أي أجزاء جزيئية تتفاعل مع النيتروجين وما هي الوسطاء الذين يتشكلون أثناء العملية.  nnقال David Reichmann في جامعة كولومبيا: «لا يخبرنا العمل كثيراً عن نظام FeMoco من حيث وظيفته، لكنه كمثال لإظهار الميزة الكمومية، يرفع الشريط أكثر للنهج الكمومية».  nnأضاف Dominic Berry في جامعة ماكواري: «هذا يتحدى الحجة لاستخدام الحواسيب الكمومية لهذه المشكلات، لكن للأنظمة الأكثر تعقيداً، من المتوقع أن يزداد وقت الحوسبة للطرق الكلاسيكية أسرع بكثير من الخوارزميات الكمومية». شدد Berry على أن الحواسيب الكمومية المقاومة للأخطاء القادمة يمكن أن تقدم حلولاً أوسع لهذه الجزيئات.  nnتظهر البحث في preprint على arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2601.04621).

مقالات ذات صلة

يشير تحليل جديد إلى أن خوارزميتي حوسبة كمومية رئيسيتين لمشكلات الكيمياء لهما استخدام عملي محدود، حتى مع تطور الأجهزة. يقترح الباحثون أن حساب مستويات طاقة الجزيئات قد لا يبرر الاستثمار في التكنولوجيا كما كان متوقعًا. هذا يتحدى الرأي القائل بأن كيمياء الكم تطبيق رئيسي للحواسيب الكمومية.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

ي anticipates الباحثون أن 2026 قد يمثل بداية التطبيقات العملية للحواسيب الكمومية في الكيمياء، مستفيدين من طبيعتها الكمومية المتأصلة لمواجهة الحسابات الجزيئية المعقدة. التقدم في 2025 مهد الطريق، مع توقع آلات أكبر تمكن من محاكيات أكثر تطوراً. يمكن لهذا التقدم أن يفيد المجالات الصناعية والطبية من خلال تحسين التنبؤات بهياكل الجزيئات وتفاعلاتها.

أنتج الباحثون أكثر بلورات الزمن تعقيدًا حتى الآن باستخدام حاسوب كمي فائق التوصيل من IBM. يعيد هذا المادة الكمية ثنائية الأبعاد هيكله في الزمن، متداولًا عبر التكوينات إلى أجل غير مسمى. يتقدم هذا الإنجاز في فهم الأنظمة الكمية وإمكانياتها لتصميم المواد.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

أظهر باحثون في جوجل أن السياقية الكمية تلعب دورًا رئيسيًا في قوة الحواسيب الكمية. باستخدام حاسوبتهم الكمي ويلو، نفذ الفريق خوارزميات تبرز كفاءة هذه الخاصية الكمية. تشير النتائج إلى مسار نحو تفوق كمي على الآلات الكلاسيكية.

 

 

 

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض