Komputer klasik mencapai akurasi tingkat kuantum untuk energi FeMoco

Peneliti telah menggunakan superkomputer konvensional untuk menghitung energi keadaan dasar FeMoco, molekul krusial dalam fiksasi nitrogen, dengan presisi yang selama ini dianggap eksklusif untuk komputer kuantum. Terobosan ini menantang klaim keunggulan kuantum untuk simulasi kimia semacam itu. Temuan ini dapat mempercepat upaya untuk memahami dan mereplikasi fiksasi nitrogen untuk pupuk yang lebih efisien.

Fiksasi nitrogen, proses di mana mikroba mengubah nitrogen atmosfer menjadi amonia yang dapat digunakan, sangat penting bagi kehidupan di Bumi. Di intinya terdapat FeMoco, molekul kompleks yang mekanismenya yang tepat masih sulit dipahami. Memahami FeMoco dapat memungkinkan replikasi skala industri, memangkas biaya energi produksi pupuk dan berpotensi meningkatkan hasil panen.  nnMenghitung energi keadaan dasar FeMoco sangat sulit karena banyak elektronnya berperilaku dalam pola gelombang kuantum melintasi beberapa orbital. Meskipun komputer kuantum telah terbukti secara matematis mampu solusi tepat tanpa aproksimasi, metode klasik tertinggal, bergantung pada perkiraan yang kurang akurat.  nnSekarang, tim yang dipimpin Garnet Kin-Lic Chan di California Institute of Technology telah mengembangkan pendekatan klasik yang menyamai 'akurasi kimia'—presisi yang diperlukan untuk prediksi kimia yang andal. Dengan menganalisis sifat keadaan kuantum energi tinggi FeMoco, seperti simetri elektron, peneliti menghitung batas atas energi keadaan dasar dan mengekstrapolasi ke nilai presisi. Metode mereka dilaporkan menyelesaikan tugas dalam waktu kurang dari satu menit di superkomputer, dibandingkan perkiraan delapan jam di perangkat kuantum dalam kondisi ideal.  nnNamun, kemajuan ini tidak sepenuhnya mengungkap peran FeMoco dalam fiksasi nitrogen. Pertanyaan tetap ada tentang bagian molekul mana yang berinteraksi dengan nitrogen dan intermediat apa yang terbentuk selama proses.  nnDavid Reichmann di Columbia University mencatat, “Pekerjaan ini tidak banyak memberi tahu kita tentang sistem FeMoco dari segi fungsinya, tapi sebagai model untuk menunjukkan keunggulan kuantum, itu menaikkan standar lebih tinggi untuk pendekatan kuantum.”  nnDominic Berry di Macquarie University menambahkan, “Ini menantang argumen untuk menggunakan komputer kuantum untuk masalah seperti ini, tapi untuk sistem yang lebih rumit, diharapkan waktu komputasi metode klasik akan meningkat jauh lebih cepat daripada algoritma kuantum.” Berry menekankan bahwa komputer kuantum toleran kesalahan mendatang masih bisa menawarkan solusi lebih luas untuk molekul semacam itu.  nnPenelitian muncul dalam preprint di arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2601.04621).

Artikel Terkait

Analisis baru menunjukkan bahwa dua algoritma komputasi kuantum utama untuk masalah kimia memiliki kegunaan praktis terbatas, bahkan dengan perangkat keras yang terus berkembang. Peneliti menyarankan bahwa perhitungan tingkat energi molekul mungkin tidak membenarkan investasi teknologi seperti yang diharapkan. Ini menantang pandangan kimia kuantum sebagai aplikasi utama untuk komputer kuantum.

Dilaporkan oleh AI

Para peneliti mengantisipasi bahwa 2026 bisa menjadi awal aplikasi praktis komputer kuantum dalam kimia, memanfaatkan sifat kuantum inherennya untuk menangani perhitungan molekuler kompleks. Kemajuan pada 2025 telah meletakkan dasar, dengan mesin yang lebih besar diharapkan memungkinkan simulasi yang lebih canggih. Kemajuan ini bisa menguntungkan bidang industri dan medis dengan meningkatkan prediksi struktur molekuler dan reaktivitas.

Para peneliti telah menghasilkan kristal waktu paling rumit hingga saat ini menggunakan komputer kuantum superkonduktor IBM. Material kuantum dua dimensi ini mengulang struktur waktu, berputar melalui konfigurasi tanpa batas. Pencapaian ini memajukan pemahaman tentang sistem kuantum dan potensinya untuk desain material.

Dilaporkan oleh AI

Peneliti di Google telah menunjukkan bahwa kontekstualitas kuantum memainkan peran kunci dalam kekuatan komputer kuantum. Menggunakan komputer kuantum Willow mereka, tim mengimplementasikan algoritma yang menonjolkan efisiensi properti kuantum ini. Temuan menunjukkan jalan menuju keunggulan kuantum atas mesin klasik.

 

 

 

Situs web ini menggunakan cookie

Kami menggunakan cookie untuk analisis guna meningkatkan situs kami. Baca kebijakan privasi kami untuk informasi lebih lanjut.
Tolak