澳大利亚悉尼大学的科学家在《自然·化学》杂志上发表的一项研究中，首次使用量子计算机直接观察到化学反应中一个至关重要的过程。这一突破的关键是将原过程速度从飞秒尺度减慢至毫秒尺度。
研究人员表示，了解分子内部和分子之间的基本过程有助于开辟材料科学、药物设计和太阳能收集方面新的可能性，还可改进其他依赖于分子与光相互作用的过程。
研究小组目睹了化学中一种常见的被称为“圆锥形交叉点”的几何结构引起的单个原子的干涉图案。圆锥形交叉点对于快速光化学过程至关重要。自20世纪50年代以来，化学家们一直试图直接观察这种几何过程，但由于涉及的时间尺度非常快，直接观察是不可能的。
为了解决这个问题，研究人员使用量子计算机建立了一个系统，该系统能够将化学动力学从飞秒减缓到毫秒尺度。这种前所未有的突破使他们能够进行有意义的观察和测量。
在光化学反应中，如植物通过光合作用从太阳获得能量，分子以闪电般的速度传递能量，形成被称为圆锥形交叉点的交换区。这项研究减慢了量子计算机的动力学速度，并揭示了与光化学中的圆锥形交叉预测到的但未见过的明显特征。
这项突破性的研究为理解和控制化学反应提供了新的视角和方法。它有望推动材料科学、药物设计和太阳能等领域的创新。
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