Limpiar la atmósfera con computación cuántica
Los investigadores han desarrollado un algoritmo de computación cuántica para encontrar compuestos de amina útiles para la captura de carbono.
La cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera aumenta diariamente sin señales de detenerse o disminuir. La civilización depende demasiado de la quema de combustibles fósiles, e incluso si podemos desarrollar una fuente de energía de respaldo, gran parte del daño ya está hecho. Si no se elimina, el dióxido de carbono que ya se encuentra en la atmósfera causará estragos en los siglos venideros.
Investigadores del Laboratorio Nacional de Tecnología Energética y la Universidad de Kentucky utilizaron un algoritmo para estudiar las reacciones de las aminas a través de la computación cuántica. El algoritmo se puede ejecutar en una computadora cuántica existente para encontrar compuestos de amina útiles para la captura de carbono más rápido.
“Podemos intentar encontrar una nueva molécula para él, pero si queremos probarlo con recursos informáticos clásicos, será un cálculo muy costoso. Nuestra esperanza es tener un algoritmo rápido que pueda detectar miles de nuevas moléculas y estructuras", dijo el autor Qing Shao.
Cualquier algoritmo informático que simule una reacción química debe tener en cuenta las interacciones entre cada par de átomos involucrados. Incluso el enlace de una molécula simple de tres átomos como el dióxido de carbono con la amina más simple, el amoníaco, que se compone de cuatro átomos, da como resultado cientos de interacciones atómicas. Este problema molesta a las computadoras tradicionales, pero es exactamente el tipo de pregunta en la que sobresalen las computadoras cuánticas.
Sin embargo, las computadoras cuánticas siguen siendo una tecnología en evolución y no son lo suficientemente poderosas para manejar este tipo de simulaciones directamente. Aquí es donde entra en juego el algoritmo del grupo: permite que las computadoras cuánticas existentes analicen moléculas más grandes y reacciones más complejas, lo cual es crucial para aplicaciones prácticas en áreas como la captura de carbono. Una computadora cuántica existente ejecuta el algoritmo para encontrar compuestos de amina útiles para la captura de carbono más rápido y para analizar moléculas más grandes y reacciones más complejas que una computadora convencional.
Referencia: “Descripción de la energía de reacción y vibración del CO2-NUEVA HAMPSHIRE3 Interacción mediante algoritmos de computación cuántica”, escrito por Manh Tien Nguyen, Yueh-Lin Lee, Dominic Alfonso, Qing Shao y Yuhua Duan, 14 de marzo de 2023, Ciencia cuántica AVS.
DOI: 10.1116/5.0137750
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