คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถใช้เพื่อศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการดักจับคาร์บอนด้วยการคำนวณที่เกินความสามารถของแม้แต่คอมพิวเตอร์คลาสสิกที่ทรงพลังที่สุด ตามรายงานของนักวิจัยในสหรัฐอเมริกา ทีมงาน ใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อจำลองการคำนวณควอนตัม สิ่งนี้เผยให้เห็นว่าการคำนวณสามารถทำได้เร็วขึ้นมากในคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคต ระดับคาร์บอนไดออกไซด์
ที่เพิ่มขึ้น
ในชั้นบรรยากาศกำลังขับเคลื่อนภาวะโลกร้อน ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงกระตือรือร้นที่จะพัฒนาวิธีใหม่ๆ ในการดูดซับและจัดเก็บก๊าซดังกล่าว วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการใช้ปฏิกิริยาเคมีที่ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ สร้างสารที่สามารถเก็บไว้ได้อย่างปลอดภัย อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาการดักจับ
คาร์บอนที่มีอยู่มักจะใช้พลังงานมากและมีราคาแพง ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงมองหาปฏิกิริยาการดักจับคาร์บอนแบบใหม่ และมองหาวิธีการทำนายประสิทธิภาพของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิและความดันที่เหมือนจริง การออกแบบเส้นทางปฏิกิริยาที่เหมาะสมที่สุดนั้นต้องการความเข้าใจโดยละเอียด
เกี่ยวกับคุณสมบัติควอนตัมในระดับจุลภาคของโมเลกุลที่เกี่ยวข้อง นี่เป็นความท้าทายเนื่องจากการคำนวณธรรมชาติควอนตัมของปฏิกิริยาเคมีอย่างแม่นยำนั้นทำได้ยากในคอมพิวเตอร์ทั่วไป ทรัพยากรการคำนวณที่จำเป็นเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณตามจำนวนอะตอมที่เกี่ยวข้อง ทำให้การจำลองปฏิกิริยาง่ายๆ
เป็นเรื่องยากมาก โชคดีที่การปรับขนาดแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลนี้จะไม่เกิดขึ้นหากทำการคำนวณบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม เล็กและมีเสียงดังคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา และเครื่องที่ใหญ่ที่สุดจะถูกจำกัดไว้ที่ไม่กี่ร้อยควอนตัมบิต (qubits ) พวกเขายังถูกรบกวนด้วยเสียง
ซึ่งขัดขวางการคำนวณควอนตัม คอมพิวเตอร์ควอนตัมระดับกลาง (NISQ) ที่มีเสียงดังเหล่านี้สามารถทำการคำนวณที่เป็นประโยชน์ได้หรือไม่ ดังนั้นจึงยังคงเป็นประเด็นถกเถียงกันอย่างมาก แนวทางหนึ่งที่มีแนวโน้มคือการรวมคอมพิวเตอร์ควอนตัมและคอมพิวเตอร์คลาสสิกเพื่อลดผลกระทบ
ของสัญญาณ
รบกวนในอัลกอริทึมควอนตัม วิธีการนี้รวมถึงการแปรผันของควอนตัมไอเกนโซลเวอร์ (VQE) ซึ่งใช้โดยนักวิจัย คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมจะสร้างการคาดเดาสำหรับการกำหนดค่าควอนตัมของโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยา จากนั้นคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะคำนวณพลังงานของการกำหนดค่านั้น อัลกอริธึมแบบคลาสสิก
จะปรับการคาดเดานั้นซ้ำๆ จนกว่าจะพบการกำหนดค่าพลังงานต่ำสุด ดังนั้นจึงคำนวณสถานะพลังงานต่ำสุดที่เสถียร ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัม ที่ใช้อัลกอริธึม VQE ได้ประสบความสำเร็จในการระบุพลังงานยึดเหนี่ยวของสายโซ่ของอะตอมไฮโดรเจนและพลังงานของโมเลกุล
ของน้ำ อย่างไรก็ตาม การคำนวณทั้งสองไม่ประสบความสำเร็จในเชิงควอนตัม ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมทำการคำนวณที่คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้ในระยะเวลาที่เป็นจริง
การคำนวณควอนตัมจำลองขณะนี้ ทีม ได้สำรวจว่าอัลกอริธึม VQE สามารถใช้คำนวณว่าโมเลกุล
ของคาร์บอนไดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของแอมโมเนียได้อย่างไร สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์คลาสสิกเพื่อจำลองการคำนวณควอนตัม รวมถึงระดับเสียงที่คาดหวัง การศึกษาที่ผ่านมาได้พิจารณาถึงวิธีการใช้แอมโมเนียในการดักจับคาร์บอน แต่ไม่น่าเป็นไปได้ที่กระบวนการเหล่านี้
จะใช้ในปริมาณมากได้ อย่างไรก็ตาม เอมีน โมเลกุลเชิงซ้อนที่มีลักษณะคล้ายแอมโมเนีย แสดงศักยภาพในการใช้งานในปริมาณมาก ด้วยเหตุนี้ การศึกษาปฏิกิริยาของคาร์บอนไดออกไซด์และแอมโมเนียจึงเป็นขั้นตอนแรกที่สำคัญต่อการใช้ เพื่อศึกษาปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับเอมีนที่ซับซ้อนมากขึ้น
ซึ่งเป็นสมาชิกทีมของ กล่าวว่า “เราต้องเลือกปฏิกิริยาที่เป็นตัวแทนในการสร้างแบบจำลอง” Lee ชี้ให้เห็นว่าปฏิกิริยาที่เรียบง่ายของพวกเขาช่วยให้พวกเขาทดสอบได้ว่าอัลกอริธึมคอมพิวเตอร์ควอนตัมและอุปกรณ์ในปัจจุบันมีขนาดโมเลกุลเพิ่มขึ้นอย่างไร ตั้งแต่คาร์บอนไดออกไซด์ไปจนถึงแอมโมเนียไป
จนถึงโมเลกุล
ที่ปฏิกิริยานี้สร้างขึ้น ในขณะที่ทีมงานสามารถคำนวณวิถีทางเคมีของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียด้วยอัลกอริทึมควอนตัมจำลองของพวกเขา การได้รับระดับพลังงานการสั่นสะเทือนของ NH 2 COOH นั้นพิสูจน์ได้ยาก ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของพวกเขาได้รับคำตอบ
หลังจากการคำนวณสามวัน ทำให้ทีมสรุปได้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีสัญญาณรบกวนต่ำเพียงพอควรจะสามารถคำนวณได้เร็วกว่ามาก นอกจากนี้ พวกเขาพบว่าหากโมเลกุลของผลิตภัณฑ์มีขนาดใหญ่กว่านี้ คอมพิวเตอร์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมจะไม่สามารถแก้ปัญหาได้
สภาพชีวิตจริงนักวิจัยชี้ให้เห็นว่าการคำนวณระดับพลังงานการสั่นสะเทือนที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจว่าปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นอย่างไรในสภาพชีวิตจริงที่อุณหภูมิไม่เป็นศูนย์ “หากคุณต้องการดูปฏิกิริยาในสภาวะที่เหมือนจริง คุณไม่เพียงแต่ต้องการพลังงานทั้งหมดเท่านั้น
แต่ยังต้องมีคุณสมบัติในการสั่นอีกด้วย” สมาชิกในทีมจาก NETL กล่าว “การจำลองแบบดั้งเดิมไม่สามารถคำนวณคุณสมบัติการสั่นได้ ในขณะที่เราแสดงให้เห็นว่าอัลกอริทึมควอนตัมสามารถทำได้ แม้ในขั้นตอนนี้ เราอาจเห็นข้อได้เปรียบทางควอนตัม” เพียงพอที่จะทำการจำลองระดับการสั่นที่เข้าถึงได้ยาก
แบบคลาสสิก สิ่งที่ยังคงต้องดูคือคอมพิวเตอร์ควอนตัมดังกล่าวมีสัญญาณรบกวนต่ำพอที่จะทำการคำนวณหรือไม่ แม้ว่าการจำลองสัญญาณรบกวนจะทำนายความสำเร็จก็ตาม อย่างไรก็ตาม ซึ่งเป็นประธานเจ้าหน้าที่บริหารของ ผู้ให้บริการซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมในสหรัฐฯและผู้เชี่ยวชาญ ได้แสดงความสงสัยว่าโมเดล สามารถจับระดับเสียงรบกวนที่แท้จริงของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
แนะนำ 666slotclub / hob66
