Conform unei noi analize, computerele cuantice nu ar putea simula molecule și rezolva alte probleme din chimie la fel de repede pe cât speraseră cercetătorii.
Deși promisiunea computerelor cuantice este aceea că ele pot rezolva unele sarcini exponențial mai rapid decât computerele obișnuite, acest lucru nu a fost încă demonstrat pentru probleme utile, din lumea reală.
O aplicație foarte așteptată este calcularea nivelurilor de energie ale moleculelor, o sarcină importantă din domeniul chimiei. Garnet Chan, colegii acestuia din cadrul Institutului de Tehnologie din California și unii cercetători din cadrul companiilor Google și Amazon, au dorit să vadă dacă computerele cuantice ar putea oferi cu adevărat un avantaj exponențial față de sistemele clasice. Aceștia nu au descoperit nici un astfel de avantaj.
Echipa a calculat perioada de timp în care ar putea găsi stările cuantice ale grupurilor de fier-sulf, care sunt molecule regăsite în natură și ținte frecvente pentru chimia cuantică, atât prin metodele clasice, cât și cuantice.
O abordare obișnuită pentru a găsi starea cuantică a unei molecule este prin a începe cu o presupunere și apoi prin reglarea fină a acesteia până când se ajunge la o soluție. Totuși, Chan și echipa sa au descoperit că doar determinarea ipotezei inițiale ar putea necesita atât de multă putere de calcul încât avantajul exponențial ar fi diminuat.
De asemenea, ei au descoperit faptul că, în comparație cu metodele cuantice, nu exista niciun indiciu că metodele clasice nu ar putea fi optimizate sau ajustate pentru a elimina și avantajul exponențial.
„Acest studiu aduce o doză de realitate într-o parte din hiperbolele care au abordat această întrebare. Este bine să efectuăm astfel de analize pentru că este foarte important să știm unde ne aflăm din punct de vedere științific și ce trebuie să facem pentru a progresa”, a declarat David Tew din cadrul Universității din Oxford.
Deși Chan și echipa sa au examinat dovezile pentru accelerarea exponențială, aceștia au lăsat deschisă posibilitatea unei îmbunătățiri mai mici, denumită accelerare polinomială, care ar putea oferi totuși un avantaj mare față de metodele tradiționale. De asemenea, ei au recunoscut faptul că acest calcul cuantic este încă într-un stadiu incipient. „Chiar dacă beneficiul nu este exponențial, dacă este un beneficiu polinom semnificativ, atunci metoda poate fi foarte utilă”, a declarat Tew.
În timp ce lucrările arată că algoritmii cuantici utilizați în mod obișnuit ar putea să nu ofere o accelerare exponențială, există, de asemenea, posibilitatea ca anumite sisteme și algoritmi viitori să poată face o diferență. „Este foarte greu să fii exhaustiv când vine vorba de întreaga gamă de sisteme chimice care pot fi simulate cu ajutorul metodelor clasice. Așadar, există zone pe care oamenii de știință nu le-au luat în considerare”, a declarat Andrew Kerridge din cadrul Universității Lancaster, Regartul Unit.
„Deoarece există încă avantaje mari pentru calculatoarele cuantice în rezolvarea problemelor de chimie, este puțin probabil ca rezultatele să schimbe sau să oprească orice cercetare actuală în domeniul calculului cuantic”, a declarat Tew.
