Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Simulasi Kuantum Efisien Ungkap Dinamika Kimia Real-Time

Mengembangkan dan mendemonstrasikan simulasi kuantum yang efisien untuk memodelkan dinamika kimia nyata pada molekul yang berinteraksi dengan cahaya, sehingga memungkinkan studi proses kimia ultracepat yang sulit dijangkau oleh komputer klasik.

16 Mei 2025, 23.16 WIB

37 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Simulasi kuantum dapat mengamati interaksi atom secara real-time.
Metode simulasi baru ini jauh lebih efisien dibandingkan dengan pendekatan konvensional.
Penelitian ini membuka peluang baru dalam pemahaman dinamika fotoinduksi untuk pengembangan material dan energi.

Sydney, New South Wales, Australia - Para peneliti di Universitas Sydney berhasil membuat simulasi kuantum pertama yang dapat meniru interaksi nyata antara molekul dan cahaya. Simulasi ini memungkinkan kita melihat bagaimana atom bergerak dan berinteraksi secara langsung saat membentuk senyawa baru atau merespons cahaya, sesuatu yang sangat sulit dilakukan komputer biasa.

Metode yang digunakan jauh lebih efisien dibandingkan teknologi kuantum konvensional. Mereka hanya menggunakan satu ion terperangkap, berbeda dengan pendekatan lama yang biasanya membutuhkan banyak qubit dan gerbang kompleks yang sulit dioperasikan dengan sempurna.

Simulasi ini fokus pada tiga molekul penting yakni allene, butatriene, dan pyrazine. Dengan menggunakan pendekatan ini, mereka dapat mempercepat proses kimia yang asli berlangsung dalam femtoseconds menjadi hanya milidetik yang dapat diamati secara langsung.

Terobosan ini membuka peluang besar terutama di bidang energi. Dengan memahami lebih baik bagaimana molekul merespons cahaya secara sangat cepat, kita berpotensi mendesain sel surya yang lebih efisien dan solusi energi baru yang terinspirasi dari cara tumbuhan menggunakan cahaya.

Studi ini dipublikasikan di jurnal terkemuka dan menandai langkah maju dalam penggunaan komputer kuantum untuk memecahkan masalah kimia yang kompleks dan cepat, yang sebelumnya tidak dapat dijangkau superkomputer klasik.

--------------------

Analisis Kami: Penelitian ini merupakan lompatan besar dalam simulasi kuantum kimia yang selama ini terhambat oleh keterbatasan sumber daya perangkat keras dan kemampuan komputer klasik. Ini membuka peluang bagi studi proses kimia yang selama ini dianggap mustahil disimulasikan secara akurat, mempercepat inovasi di berbagai bidang termasuk energi dan farmasi.

--------------------

Analisis Ahli:

Ivan Kassal: Pendekatan simulasi kuantum analog yang menggunakan sumber daya minimal memungkinkan pemahaman detail dinamika kimia kompleks yang tidak dapat dijangkau sebelumnya.

Tingrei Tan: Simulasi dengan alat kuantum sekarang mampu mereplikasi proses ultracepat dalam molekul nyata, memperluas batasan riset kimia kuantum dan aplikasinya di dunia nyata.

--------------------

What's Next: Dengan kemajuan simulasi kuantum ini, di masa depan akan muncul terobosan besar dalam desain material energi baru dan obat-obatan, serta perbaikan signifikan dalam efisiensi teknologi fotovoltaik dan pemanfaatan cahaya lainnya.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/real-time-atom-dance-revealed