{"id":55095,"date":"2018-08-10T07:23:00","date_gmt":"2018-08-10T05:23:00","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=https%3A%2F%2Fwww.kunststoffe.de%2Ffachinformationen%2Ftechnik-trends%2Fartikel%2Fkillerapp-der-neuen-technologie-6631913.html%3Fetcc_cmp%3DRSS-Feeds%26etcc_med%3DLink%26etcc_var%3Dnews_uebersicht"},"modified":"2018-08-07T14:47:23","modified_gmt":"2018-08-07T12:47:23","slug":"quantencomputer-simuliert-chemische-bindungen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/quantencomputer-simuliert-chemische-bindungen\/","title":{"rendered":"Quantencomputer simuliert chemische Bindungen"},"content":{"rendered":"

Ein Team um Quantenforscher\/innen der \u00d6AW f\u00fchrten die weltweit erste quantenchemische Simulation auf einem Ionenfallen-Quantencomputer durch. Die Simulation von komplexen chemischen Prozessen, bei der klassische Computer an ihre Grenzen sto\u00dfen, k\u00f6nnte in Zukunft dabei helfen viele ungel\u00f6ste Fragen der Chemie zu l\u00f6sen und so zum Beispiel neue Impulse f\u00fcr die Materialwissenschaft, Medizin und Industriechemie geben, wie die Forscher\/innen nun im Fachjournal \u201ePhysical Review X<\/a>\u201c berichten.<\/strong><\/p>\n

\"csm_2018_Quantencomputer_chemische_Bindungen_c_IQOQI_Innsbruck_Harald_Ritsch_bcea1d423f\"Physiker\/innen um Rainer Blatt am Institut f\u00fcr Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) Innsbruck der \u00d6sterreichischen Akademie der Wissenschaften (\u00d6AW) und der Universit\u00e4t Innsbruck haben gemeinsam mit Forscher\/innen um Al\u00e1n Aspuru-Guzik an der University of Toronto einen vielversprechenden Weg zur Modellierung chemischer Bindungen und Reaktionen mit Hilfe von Quantencomputern untersucht.<\/p>\n

\u201eSelbst die gr\u00f6\u00dften Supercomputer haben M\u00fche, alles andere als die einfachste Chemie zu modellieren\u201c, erl\u00e4utert Cornelius Hempel, einer der Autoren der im Fachjournal \u201ePhysical Review X\u201c publizierten Studie. \u201eQuantencomputer, die die Natur simulieren, erschlie\u00dfen hier eine v\u00f6llig neue M\u00f6glichkeit, Materie zu verstehen. Sie geben uns ein neues Werkzeug an die Hand, um Probleme in der Materialwissenschaft, Medizin und Industriechemie mit Hilfe von Simulationen zu l\u00f6sen\u201c, so der Experimentalphysiker.<\/p>\n

Da Quantencomputer noch in den Kinderschuhen stecken, bleiben m\u00f6gliche konkrete Anwendungen meistens noch im Vagen. F\u00fcr die Berechnung komplexer chemischer Reaktion sind sich die Fachleute jedoch einig, dass die Quantenchemie eine der ersten \u201eKiller-Apps\u201c dieser neuen Technologie sein wird. \u201eNeben den supraleitenden Quantenbits ist die Ionenfallen-Technologie die f\u00fchrende Plattform f\u00fcr die Entwicklung eines Quantencomputers\u201c, sagt der \u00d6AW-Quantenphysiker Rainer Blatt und erg\u00e4nzt: \u201eDie Quantenchemie ist ein Beispiel, wo sich die Vorteile eines Quantencomputers schon sehr bald in konkreten Anwendungen zeigen wird.\u201c<\/p>\n

Gro\u00dfe Potenziale f\u00fcr Solarzellen-Entwicklung und personalisierte Medizin<\/h3>\n

Die Quantenchemie versucht die komplexen Bindungen und Reaktionen von Molek\u00fclen mit Hilfe der Quantenmechanik zu verstehen. Viele chemische Reaktionen k\u00f6nnen selbst mit den gr\u00f6\u00dften und schnellsten Supercomputern nicht simuliert werden, weil sie der Komplexit\u00e4t der Wechselwirkungen \u00fcber lange Strecken nicht gewachsen sind. Durch die Modellierung dieser Prozesse mit Hilfe von Quantencomputern erwarten die Wissenschaftler\/innen ein besseres Verst\u00e4ndnis. Damit k\u00f6nnten Wege f\u00fcr chemische Reaktionen erschlossen werden, die weniger Energie ben\u00f6tigen, und die Entwicklung neuer Katalysatoren erm\u00f6glichen. Dies h\u00e4tte enorme Auswirkungen auf die Industrie, wie zum Beispiel in der Produktion von D\u00fcngemitteln. Weitere m\u00f6gliche Anwendungen sind die Entwicklung organischer Solarzellen und besserer Batterien durch verbesserte Materialien sowie die Nutzung neuer Erkenntnisse bei der Entwicklung personalisierter Medikamente.<\/p>\n

\u00dcberpr\u00fcfbare Ergebnisse<\/h3>\n

F\u00fcr das Experiment am IQOQI Innsbruck verwendeten die Wissenschaftler\/innen einen Ionenfallen-Quantencomputer mit 20 Quantenbits und simulierten auf bis zu vier Quantenbits die Energiezust\u00e4nde der Bindungen von molekularem Wasserstoff und Lithiumhydrid. \u201eWir haben diese relativ einfachen Molek\u00fcle gew\u00e4hlt, weil sie bereits sehr gut verstanden werden und mit klassischen Computern simuliert werden k\u00f6nnen\u201c, sagt Thomas Monz aus der Forschungsgruppe um Blatt. \u201eSo k\u00f6nnen wir die Ergebnisse der Quantencomputer direkt \u00fcberpr\u00fcfen und gewinnen wichtige Erfahrungen f\u00fcr deren Weiterentwicklung.\u201c Hempel erg\u00e4nzt: \u201eDies ist ein wichtiger Schritt in der Entwicklung dieser Technologie, bei dem wir Vergleichsma\u00dfst\u00e4be setzen, nach Fehlern suchen und notwendige Verbesserungen planen k\u00f6nnen.\u201c<\/p>\n

 <\/p>\n

Publikation<\/h3>\n

Quantum chemistry calculations on a trapped-ion quantum simulator. Cornelius Hempel, Christine Maier, Jonathan Romero, Jarrod McClean, Thomas Monz, Heng Shen, Petar Jurcevic, Ben Lanyon, Peter Love, Ryan Babbush, Al\u00e1n Aspuru-Guzik, Rainer Blatt, Christian Roos. Physical Review X 2018
\nDOI: 10.1103\/PhysRevX.8.031022<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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