Ordenagailu kuantikoak teknologia-aro berri baten hasiera izango direla agintzen dute. Garai horretan, datu-kopuru ikaragarriak prozesatuko dira, eta, superordenagailu klasiko onenentzat ere, gaur egun, lan ikaragarria da, eta minutu gutxiren buruan argituko da. Bere ahalmenari esker, zibersegurtasuna edo medikuntza bezalako lur urrunak beste maila batera pasatuko dira. Hala ere, gaur egungo makina kuantikoak akastunak dira oraindik, eta denbora dago haien potentzial guztiaz gozatzeko. Hala ere, aplikazioak, oso espezifikoak izan arren, garatzen hasi dira.

Hori da Sydneyko Unibertsitateko (Australia) ikertzaileek egindako esperimentuaren kasua. Lehen aldiz ordenagailu kuantiko bat erabili dute erreakzio kimikoetan prozesu kritiko bat diseinatu eta zuzenean behatzeko, eta 100.000 milioi aldiz moteldu dute. Ondorioak 'Nature Chemistry'n argitaratu berri dira.

«Molekulen barruko eta molekulen arteko oinarrizko prozesu horiek ulertzean, aukera-mundu berri bat ireki dezakegu materialen zientzian, botiken diseinuan edo eguzki-energiaren bilketan", azaldu du Vanessa Olaya Agudelok, artikuluaren lehen egileak.Halaber, lagundu lezake argiarekin elkarreragiten duten molekulen mende dauden beste prozesu batzuk hobetzen, hala nola smog-a nola sortzen den (karbono dioxidoak sortzen duen hodei baxua eta oso kutsatzailea, hollinak, kea eta esekitako hautsa, hiri handietan edo industria-guneetan sortzen dena), edo nola kaltetzen den ozono-geruza.

Keinada bat baino gutxiago irauten duten prozesuak

Zehazki, atomo bakar baten interferentzia-ereduaren lekuko izan zen taldea, intersekzio koniko izeneko egitura geometriko komun batek sortua. Elkargune konikoak funtsezkoak dira prozesu fotokimiko azkarretarako, hala nola argia giza ikusmenean hartzeko edo fotosintesia egiteko. Kimikariak 1950eko hamarkadaz geroztik saiatu dira prozesu horiek zuzenean behatzen, baina ezin dira zuzenean behatu, gertatzen diren denbora-eskala oso azkarrak direla eta; femtosegundoetan gertatzen dira, hau da, segundu baten milaren bat.

Arazo hori konpontzeko, ikertzaileek esperimentu bat sortu zuten modu guztiz berrian harrapatutako ioien ordenagailu kuantiko bat erabiliz. «Gure konputagailu kuantikoa erabiliz, femtosegundoen dinamika kimikoa milisegundoetara moteltzeko aukera eman zigun sistema bat eraiki genuen. Horri esker, behaketa eta neurketa esanguratsuak egin ahal izan genituen", dio Olaya Agudelok. Hori ez da inoiz lehenago egin.

Bestalde, Christophe Valahuk, beste autore batek, azaltzen du orain arte prozesua ezin izan dela zuzenean ikusi. «Azkarregi gertatzen da esperimentalki ikertzeko -. Teknologia kuantikoak erabiliz, arazo horri heldu diogu».

Valahuk aire-tunel batean hegazkin baten hegalaren inguruko aire-patroiak simulatzeko prozesua konparatzen du. «Gure esperimentua ez zen prozesuaren hurbilketa digitala izan, behatu ahal izan genuen abiaduran garatzen den dinamika kuantikoaren zuzeneko behaketa analogikoa baizik», dio. Alegia, ez da ordenagailu bidez sortutako eredua, prozesu erreala ikusi ahal izan dute.

Erreakzio fotokimikoetan, hala nola fotosintesian, zeinaren bidez landareek beren energia Eguzkitik lortzen baitute, molekulek energia transferitzen dute tximistaren abiadurara, eta truke-eremuak eratzen dituzte, elkargune koniko deritzenak. Azterketa horrek moteldu egin zuen konputagailu kuantikoaren dinamika, eta ezaugarri errebelatzaile predikariak erakutsi zituen, baina inoiz ez aurrez ikusitakoak, fotokimikako elkargune konikoekin lotuak.

Esperimentuak, betilealdi batek baino gutxiago irauten duten prozesu kimikoak hobeto ulertzen laguntzeaz gain, kimika eta fisika ordenagailu kuantikoekin konbinatuz proba berrietarako atea irekitzen du. Tingrei Tan-en hitzetan, esperimenturako erabili zen taldearen arduraduna: «Kimikako teorikoen eta fisiko kuantiko esperimentalen arteko lankidetza fantastikoa da. Fisikako ikuspegi berri bat erabiltzen ari gara kimikako data luzeko arazo bati aurre egiteko».