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研究主要作者凡妮莎·奧拉亞·阿古德洛和克里斯多夫·瓦拉胡博士站在實驗中使用的悉尼納米科學中心的量子計算機前。圖片來源：澳大利亞悉尼大學

科技日報記者?張佳欣

據28日《自然·化學》雜志報道，澳大利亞悉尼大學的科學家首次使用量子計算機直接觀察到一個對化學反應至關重要的過程，實現這一突破的關鍵是將原過程速度從飛秒尺度減慢至毫秒尺度。

研究人員表示，了解分子內部和分子之間的這些基本過程，有助于在材料科學、藥物設計或太陽能收集方面開辟新的可能性，還可幫助改進其他依賴于分子與光相互作用的過程。

研究小組目睹了化學中一種常見的被稱為“圓錐形交叉點”的幾何結構引起的單個原子的干涉圖案。

圓錐形交叉點對于快速光化學過程是至關重要的。自20世紀50年代以來，化學家們一直試圖直接觀察化學動力學中的這種幾何過程，但由于涉及的時間尺度非常快，直接觀察它們是不可行的。

為了解決這個問題，研究人員使用量子計算機建立了一個系統，該系統能夠將化學動力學從飛秒減緩到毫秒尺度，這種前所未有的突破使他們能夠進行有意義的觀察和測量。

在光化學反應中，如植物通過光合作用從太陽獲得能量，分子以閃電般的速度傳遞能量，形成被稱為圓錐形交叉點的交換區。這項研究減慢了量子計算機的動力學速度，并揭示了與光化學中的圓錐形交叉預測到的但未見過的明顯特征。