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).
