量子计算机助科学家放慢化学反应

参考消息网9月6日报道据美国趣味科学网站9月4日报道，科学家首次直接观测到对光合作用等基本化学反应至关重要的分子“舞蹈”。他们之所以能做到这一点，是因为他们利用量子计算机将化学反应的速度令人难以置信地放慢了1000亿倍。

8月28日发表在英国《自然·化学》月刊上的这项新研究，聚焦一种被称为锥形交叉的分子相互作用。锥形交叉的作用有几分像电子态之间的漏斗，为快速转换创造条件，进而引发化学反应。锥形交叉发生在许多化学反应中，包括常见的光合作用和发生在视网膜中的光探测反应。

然而，由于这些化学反应发生得太快，科学家们从未观察到正在进行中的锥形交叉。为此，澳大利亚悉尼大学的研究人员使用了一种名为俘获离子量子计算机的装置，把量子锁定在电场中，并用激光操纵它们。

该研究报告的作者之一、化学博士生瓦妮萨·奥拉亚·阿古德洛在一份声明中说：“在自然界中，整个过程在几飞秒内结束。一飞秒为千万亿分之一秒。利用我们的量子计算机，我们建立了一个系统，使我们能够将化学反应的速度从以飞秒计算减慢到以毫秒计算。”

减慢化学反应速度使研究人员能够在反应发生时对其进行有意义的测量。

研究报告的合著者、悉尼大学物理学家克里斯托夫·瓦拉胡在声明中说：“我们的实验并不是这个过程的数字近似物——这是对以我们能观察到的速度展开的量子力学过程进行的直接模拟观测。”

研究人员说，了解这些超高速力学过程或许能让大家对多种用途的化学反应有新见解。

阿古德洛说：“通过了解分子内部和分子之间的这些基本过程，我们可以在材料科学、药物设计或太阳能收集等方面开辟一个充满可能性的新世界。它还可以帮助改善其他依赖分子与光的相互作用的过程，比如雾霾形成过程，或者臭氧层被破坏的过程。”（编译/王海昉）