悉尼大学研究团队利用单个原子成功实现了对分子在光照下反应的完整量子模拟，该突破大幅提升了硬件效率，为量子计算机超越传统计算机奠定了基础。研究模拟了三种有机分子受光子激发后的动态过程，包括原子振动和电子跃迁，为设计高效能量转换材料提供了重要数据。该研究成果被评价为在分子能级模拟中达到如此复杂水平的首次尝试，为量子计算的实际应用开辟了新路径。

⚛️研究团队仅用单个原子编码等效信息，突破了传统量子计算机需要多个量子比特进行计算的局限，大幅提升硬件效率。

🔬研究人员模拟了丙二烯、丁三烯和吡嗪三种有机分子受光子激发后的动态过程，包括原子振动和电子跃迁，这些数据对设计高效能量转换材料至关重要。

💡研究团队将分子参数编码至真空中的镱离子上，电子激发态对应离子的特定状态，振动模式则通过离子在电场陷阱中的运动模拟，并通过激光调控成功复现了分子受光后的演化行为。

🧪专家认为，这项研究首次展示了如何精准调控量子系统以模拟特定分子特性，为量子计算在分子化学模拟领域的应用提供了新思路。

单个原子首次实现了对分子在光照下反应的完整量子模拟。这一突破性进展由澳大利亚悉尼大学的研究团队完成，其极简方法有望加速实现“量子优越性”——即量子计算机在特定任务上展现出超越传统计算机的能力，精准预测化学物质或材料的行为。

传统量子计算机需要多个量子比特进行计算，而该团队仅用单个原子就编码了等效信息，大幅提升了硬件效率。研究成果最近发表于《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society， JACS），专家评价称，这是首次在分子能级模拟中达到如此复杂的水平，具有里程碑意义。

研究团队模拟了三种有机分子（丙二烯、丁三烯和吡嗪）受光子激发后的动态过程，包括原子振动和电子跃迁。这些数据对设计高效能量转换材料（如太阳能电池或防晒霜）至关重要。实验中，研究人员将分子参数编码至真空中的镱离子上：电子激发态对应离子的特定状态，振动模式则通过离子在电场陷阱中的运动模拟。通过激光调控，离子成功复现了分子受光后的演化行为。

传统计算机虽能模拟简单分子，但对于含20种以上振动模式的复杂分子（如许多生物分子）则效率低下。专家认为，这项研究首次展示了如何精准调控量子系统以模拟特定分子特性。

分子化学模拟被视为量子计算的核心应用之一，但通常需要数百万量子比特才能实现实用化。悉尼大学团队预测，其方法仅需几十个离子即可完成有价值的模拟，为量子计算的实际应用开辟了新路径。