أظهر باحثون في جوجل كوانتوم آي كيف يمكن لحاسوبهم الكمي ويلو تعزيز طيف الرنين النووي المغناطيسي لكشف هياكل الجزيئات. التقنية، التي تُدعى إيكو كوانتوم، تستخدم اضطرابات الكيوبيت لمحاكاة تحليل الجزيئات. رغم وعديتها، لم تظهر بعد ميزة واضحة على الطرق الكلاسيكية.
تم استخدام حاسوب جوجل كوانتوم آي ويلو، الذي يضم 103 كيوبيت، لتفسير بيانات طيف الرنين النووي المغناطيسي (NMR)، وهي أداة رئيسية في الكيمياء والبيولوجيا لتحديد هياكل الجزيئات. طور الفريق، بقيادة هارتmut نيفن، بروتوكولًا يُدعى إيكو كوانتوم، الذي يعتمد على نظير كمي لتأثير الفراشة. في العملية، يطبق الباحثون تسلسلًا من العمليات على الكيوبيتات، يضطرون كيوبيتًا محددًا واحدًا كـ'فراشة كمية'، يعكسون التسلسل، ثم يقيسون خصائص النظام الكمي لاستخراج معلومات عن الكل.
يحاكي هذا النهج استخدام NMR للاضطرابات الكهرومغناطيسية على الجزيئات لرسم مواقع الذرات، مما قد يخلق 'مسطرة جزيئية أطول' لمراقبة الذرات البعيدة. كما شرح عضو الفريق توم أوبراين، “نحن نبني مسطرة جزيئية أطول”. أثبت الطريقة الكمية قابليتها للتكرار عبر حاسوبين كميين، مدعومة بأجهزة ويلو المحسنة ذات معدلات خطأ أقل. ومع ذلك، بالنسبة لجزيئين عضويين، تم استخدام ما يصل إلى 15 كيوبيت فقط، وكانت النتائج قابلة للتكرار بواسطة حواسيب كلاسيكية. يقدر الفريق أن حاسوبًا فائقًا سيستغرق 13,000 مرة أطول لحسابات مشابهة، على الرغم من أن الإظهار يظل أوليًا وغير منشور في شكل مراجعة من قبل الأقران.
قدم الخبراء آراء مختلطة. وصف كيث فراتوس من HQS Quantum Simulationsه برابطة مهمة بين NMR والحوسبة الكمية لكنه محدود بدراسات بيولوجية متخصصة. لاحظ دريس سيلز من جامعة نيويورك أنه يتقدم في محاكاة كمية للبروتوكولات المعقدة لـNMR، مما يوفر دافعًا رغم قلة الأمثلة الصناعية. أشاد كورت فون كيسرلينك من كينغز كوليدج لندن بالإنجاز التجريبي لكنه شكك في فائدته الواسعة، مقترحًا أن الطرق الكلاسيكية يمكن أن تتنافس وأن جاذبيته تكمن بشكل رئيسي في البحث الأساسي في الفيزياء الكمية. مع تحسن أداء الكيوبيت، يتوقع أوبراين تطبيقات أوسع لجزيئات أكبر. يظهر العمل في Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09526-6).