Klivlend Klinikası, RIKEN elmi mərkəzi və "IBM" şirkətinin tədqiqatçıları 12 000-dən çox atomu əhatə edən zülal-liqand sistemlərini modelləşdirərək ən böyük kvant-klassik kimyəvi simulyasiyanı həyata keçiriblər. Komanda real su mühitində iki bioloji əhəmiyyətli zülalı — T4-lizosim və tripsini, həmçinin onların bağlandığı molekulları modelləşdirib. Ən böyük simulyasiya edilmiş sistem 12 635 atoma və təxminən 30 000 orbitala çatıb. Bu nəticə kimyada kvant hesablama imkanlarının əvvəlki nümayişlərini geridə qoyur.
Bu nailiyyət tədqiqatçıların cəmi bir neçə ay əvvəl 303 atomdan ibarət daha kiçik bir zülalı modelləşdirməsindən sonra əldə edilib. Yeni tədqiqat sistemin ölçüsündə 40 dəfə artım və hesablama prosesinin əsas hissəsində dəqiqliyin 210 dəfə yaxşılaşdırılması deməkdir. Tədqiqata rəhbərlik edən doktor Kennet Merts bu barədə danışarkən,
"Bu nəticə yalnız xəyal edə biləcəyiniz bir şeydir"deyə qeyd edib. Bu sıçrayış sahədəki sürətli inkişafı vurğulayır.
Bu texnologiya necə işləyir?
Tədqiqatçılar bu nəticəni əldə etmək üçün kvant prosessorlarını yüksək məhsuldarlıqlı klassik sistemlərlə birləşdirərək kvant mərkəzli superkompüter hesablama prosesi yaradıblar. Kvant aparat təminatı hesablamaların ən mürəkkəb hissələrini emal edib, klassik superkompüterlər isə əldə edilən nəticələri vahid bir tamda birləşdirib. Komanda iki kvant prosessorunda 94-ə qədər kubitdən istifadə edərək 100 saatdan çox müddətdə 9200 sxem işə salıb və 1,3 milyard ölçmə nəticəsi toplayıb. Daha sonra kvant məlumatları Yaponiyanın "Fugaku" superkompüteri də daxil olmaqla güclü klassik sistemlərin köməyi ilə emal edilib.
Hazırlanmış yanaşma böyük molekulları daha kiçik, idarə oluna bilən klasterlərə bölən bir metoda əsaslanır. Klassik kompüterlər daha sadə sahələr üçün tapşırıqları həll edir, kvant sistemləri isə ən mürəkkəb və hesablama baxımından çətin hissələri öz üzərinə götürür. Tədqiqatçılar molekulun hansı hissələrinin detallı kvant emalı tələb etdiyini müəyyənləşdirən sistemi təkmilləşdirərək ümumi hesablama xərclərini azaldıblar. Digər bir nailiyyət isə ən uyğun elektron konfiqurasiyalarının müəyyənləşdirilməsi prosesini yaxşılaşdıran yeni kvant alqoritminin yaradılması olub.
Nə üçün bu vacibdir və hansı perspektivlər var?
Baxmayaraq ki, bu metod hələlik ən yaxşı klassik yanaşmaları üstələmir, o, kvant sistemlərinin artıq mühüm elmi problemlərin həllinə töhfə verə biləcəyini nümayiş etdirir. Doktor Kennet Merts bildirib ki, əgər tədqiqatçılar daha bir və ya iki dərəcə irəliləyiş əldə etmək istəyirlərsə, kvant hesablamaları yəqin ki, buna aparan yoldur. Daha dəqiq simulyasiyalar yeni dərmanların kəşfini sürətləndirə, material dizaynını inkişaf etdirə və bahalı laboratoriya təcrübələrinə ehtiyacı azalda bilər. Bu tədqiqat kvant prosessorlarının klassik hesablama resursları ilə birləşməsinin yüksək məhsuldarlıqlı hesablamaların növbəti mərhələsini müəyyən edəcəyini göstərir.
