Selon les experts, les "applications létales" des processeurs quantiques comprendront des calculs chimiques. Pour y parvenir, ils créent des dispositifs quantiques capables de modéliser des processus chimiques complexes. L'évolution d'un paquet d'ondes quantiques près d'une "intersection conique", ou disposition particulière du potentiel d'énergie moléculaire, a été modélisée par Christopher Wang et ses collègues de l'Université de Yale à l'aide d'un circuit supraconducteur. Les intersections coniques sont pertinentes pour la vision car une dynamique similaire se produit lorsqu'un photon frappe la rhodopsine, une protéine photoréceptrice oculaire.
Les transitions coniques se produisent lorsque les états électroniques fondamental et excité d'une molécule entrent en collision, créant un potentiel d'énergie en forme de cône. En conséquence, les mouvements des électrons et des noyaux de la molécule sont étroitement couplés les uns aux autres. Les intersections coniques ont été qualifiées de "diaboliques" par les théoriciens car cette connexion aboutit à une approche théorique qui permet aux simulations de la structure électronique et de la dynamique du système d'échouer.
Wang et ses collègues ont connecté un qubit supraconducteur à deux cavités micro-ondes pour créer leur simulateur d'intersection conique. Dans ce dispositif, les oscillations des lacunes reflètent le mouvement nucléaire et les états des qubits représentent les états électroniques d'une molécule. Ils ont programmé ce système pour qu'il ait le même hamiltonien qu'un système d'intersection conique en utilisant des impulsions micro-ondes spécialement conçues.
Grâce à des mesures de tomographie quantique, ils ont montré que l'évolution des états quantiques du système imitait exactement celle d'un paquet d'ondes quantiques passant par une intersection conique.
Le groupe admet que l'intersection conique simulée n'est pas chimiquement intéressante car elle est si simple. Cependant, Wang affirme que ses expériences montrent que les dispositifs quantiques peuvent être spécifiquement programmés pour copier un hamiltonien particulier. Selon lui, cet appareil, avec des développements supplémentaires, "pourrait constituer la pierre angulaire de quelque chose avec une réelle capacité de traitement".
Source : physics.aps.org/articles/v16/s14
Günceleme: 26/01/2023 23:49
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