Courtesy of NatureMagazine

Atom Tunggal Bawa Perubahan Besar dalam Simulasi Kimia Kuantum Efisien

Menggunakan pendekatan efisien dengan satu atom untuk melakukan simulasi kuantum penuh tentang reaksi molekul terhadap cahaya, mempercepat pencapaian keunggulan kuantum dalam komputasi kimia.

16 Mei 2025, 07.00 WIB

85 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Simulasi kuantum dengan satu ion dapat mempercepat pencapaian 'kuantum advantage'.
Pendekatan yang efisien ini dapat menyimpan informasi yang biasanya tersebar di banyak qubit.
Pemahaman tentang perilaku molekul saat terkena cahaya dapat membantu dalam merancang material yang lebih efisien.

Sydney, Australia - Peneliti dari University of Sydney berhasil menggunakan satu atom untuk mensimulasikan bagaimana molekul bereaksi terhadap cahaya secara penuh dan kompleks. Ini merupakan terobosan karena biasanya diperlukan banyak qubit dalam komputer kuantum untuk simulasi seperti ini.

Mereka mengkodekan informasi yang biasanya tersebar di banyak qubit ke dalam satu ion ytterbium yang terperangkap di ruang vakum, yang memungkinkan simulasi lebih efisien dalam penggunaan perangkat keras.

Simulasi ini melibatkan vibrasi atom dan perpindahan elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi setelah molekul terkena foton. Memahami proses ini penting untuk pengembangan teknologi seperti panel surya dan tabir surya.

Proses simulasi dilakukan dengan menggerakkan ion menggunakan medan listrik yang berdenyut dan pulsa laser sehingga ion dapat meniru perilaku dan interaksi dalam molekul yang asli.

Para ahli menganggap penelitian ini sebagai pencapaian penting yang membawa kita lebih dekat ke keunggulan kuantum, yaitu saat komputer kuantum dapat memecahkan masalah yang sulit dilakukan komputer biasa.

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

Analisis Kami: Pendekatan menggunakan satu atom sebagai pusat simulasi kuantum adalah terobosan strategis yang akan mengatasi keterbatasan skala perangkat keras saat ini. Jika dikembangkan lebih lanjut, ini bisa merevolusi cara kita memahami dan merancang molekul pada level fundamental dengan efektif dan ekonomis.

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

Analisis Ahli:

Alán Aspuru-Guzik: Ini adalah pencapaian yang luar biasa dalam simulasi kuantum karena mampu menangani kompleksitas molekul yang sebelumnya tak tertangani, menandai kemajuan besar dalam sejarah simulasi kimia kuantum.

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

What's Next: Metode pengkodean menggunakan atom tunggal ini akan memacu pengembangan komputer kuantum yang lebih efisien dan dapat digunakan secara luas untuk simulasi kimia kompleks, mempercepat inovasi dalam teknologi energi terbarukan dan material canggih.

Referensi:
[1] https://nature.com/articles/d41586-025-01591-1

Pertanyaan Terkait

Apa yang berhasil dilakukan oleh para peneliti dalam simulasi kuantum ini?

Para peneliti berhasil melakukan simulasi kuantum penuh tentang bagaimana molekul bereaksi terhadap cahaya.

Mengapa pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini dianggap efisien?

Pendekatan yang digunakan dianggap efisien karena hanya menggunakan satu ion untuk mewakili informasi yang biasanya membutuhkan banyak qubit.

Apa yang dimaksud dengan 'kuantum advantage'?

'Kuantum advantage' mengacu pada kemampuan komputer kuantum untuk memprediksi perilaku kimia atau material dengan cara yang tidak dapat dicapai oleh komputer biasa.

Molekul apa saja yang disimulasikan oleh tim peneliti?

Tim peneliti mensimulasikan tiga molekul organik: allene, butatriene, dan pyrazine.

Bagaimana ion ytterbium digunakan dalam simulasi ini?

Ion ytterbium digunakan untuk mengkodekan parameter simulasi yang berkaitan dengan keadaan elektron dan mode vibrasi molekul.