Viajar pelo reino quântico como fizeram os heróis de Os Vingadores pode não ser tão encantador quanto o vivido por eles. Mas a primeira simulação quântica de uma reação química é algo espetacular. E quem está envolvido nisto é o Google.
Isso é feito com um computador especial, já que os tradicionais não suportam esse trabalho. É apenas o primeiro passo pensando em resultados futuros.
Primeira simulação quântica de reação química foi feita pelo Google
A equipe do Google Al Quantum, junto com colaboradores, usou o processador quântico de 54 qubit, Sycamore, para simular mudanças na configuração de uma molécula. De fato, essa é uma das reações químicas mais simples que conhecemos. Os qubits são bits quânticos.
Em suma, a molécula diazene, a utilizada no experimento, é pouco mais que um par de nitrogênios unidos por uma ligação dupla. Assim, cada um deles puxa um átomo de hidrogênio.
Ainda assim, o sistema conseguiu descrever precisamente as alterações nas posições do hidrogênio, formando isômeros de diazeno. Eles também usaram o sistema para chegar numa descrição precisa sobre a energia de ligação do hidrogênio em cadeias maiores.
Os modelos até podem parecer simples, mas são significantes. Não devemos pensar somente nas reações químicas apresentadas nos livros. Até porque existem diversas possibilidades neste meio de estudos.
Os PCs normais possuem regras previsíveis quanto a simulação de combinações. Por exemplo, dá para comparar com um cassino, que certamente terá lucro em uma noite, mas com o sistema mostrando os resultados de cada jogador presente.
Computadores especiais facilitam este trabalho
Se os computadores normais não aguentam o trabalho, com isso é preciso desenvolver máquinas pensando nas probabilidades quânticas. Assim, as unidades lógicas existem em um estado difuso de “ou/ou”. E para permitir um novo cálculo eles são combinados com os “talvez”, emitidos por outros qubits.
O processador Sycamore recebeu 12 dos 54 qubits na simulação. Isso consiste no dobro de todas as tentativas anteriores de simulação. Além disso, eles também aumentaram os limites de um algoritmo para casar os processos clássicos com os quânticos. Dessa forma, a ideia era eliminar os erros que podem aparecer neste procedimento.
Com os atalhos os resultados podem surgir em minutos. Ao contrário, um PC normal levaria milhares de anos para apresentar os dados. Assim, se há esperança de trabalhar com a química num modelo quântico, será preciso adotar parâmetros como este.
Por exemplo, para calcular a soma das ações que determinam a energia de uma molécula de propano, um supercomputador levaria mais de uma semana. Mas, existe uma grande diferença entre um pouco dessa energia e o cálculo de todas as formas como a molécula pode mudar.
Um bom passo para o futuro
Isso permite pensar em um futuro positivo nesta área. Quem sabe seja possível criar materiais mais robustos. Então eles podem ajudar no desenvolvimento de produtos farmacêuticos mais eficazes. Trabalhar com a diazene é apenas o primeiro passo neste ramo. Por fim, daqui a algum tempo pode ser possível desenvolver todo um cenário quântico.
Com informações de Google AI Quantum e Science Alert.
