量子算法在电子动力学计算中节省时间

"这些量子计算机算法最初是在一个完全不同的背景下开发的。我们在这里第一次用它们来计算分子的电子密度，特别是它们在被光脉冲激发后的动态演变，"Annika Bande说，她是HZB一个理论化学小组的负责人。她和与班德一起攻读博士学位的法比安-朗卡贝尔(Fabian Langkabel)一起，在一项研究中展示了这一方法的有效性。

无误差的量子计算机

"Fabian Langkabel说："我们为一个虚构的、完全没有错误的量子计算机开发了一种算法，并在一个模拟10个Q比特的量子计算机的经典服务器上运行它。科学家们将他们的研究限制在较小的分子上，以便能够在没有真正的量子计算机的情况下进行计算，并与传统计算进行比较。

更快的计算

的确，量子算法产生了预期的结果。然而，与传统计算相比，量子算法也适合用未来的量子计算机计算明显更大的分子。"这与计算时间有关。它们随着组成分子的原子数量的增加而增加，"兰卡贝尔说。虽然传统方法的计算时间随着每一个额外原子的增加而成倍增加，但量子算法却不是这样，这使得它们的速度更快。

光催化、光接收及其他

因此，这项研究显示了一种新的方法，可以以非常高的空间和时间分辨率提前计算电子密度及其对光激发的 "反应"。例如，这使得模拟和理解超快的衰变过程成为可能，这在由所谓的量子点组成的量子计算机中也是至关重要的。此外，对分子的物理或化学行为的预测也是可能的，例如在吸收光和随后的电荷转移过程中。这可能有助于开发利用阳光生产绿色氢气的光催化剂，或帮助理解眼睛中对光敏感的受体分子的过程。