Proizvajalec visoke-tehnologije TRUMPF je začel raziskovalno prizadevanje, da bi raziskal, ali lahko kvantni računalniki pospešijo razvoj naslednje{1}}generacije industrijskih laserjev, projekt, ki bi lahko preoblikoval delovne tokove modeliranja v laserskem sektorju.
Pobuda združuje tri nemške-organizacije, ki združujejo strokovno znanje na področju industrijskega laserskega inženiringa,-polprevodniške{1}}laserske simulacije in kvantnega-mehanskega modeliranja: TRUMPF, Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Dahlem Center for Complex Quantum Systems na Freie Universität Berlin.
Konzorcij je podprt z 1,8 milijona evrov sredstev nemškega zveznega ministrstva za izobraževanje in raziskave prek njegovega aplikacijsko-usmerjenega programa kvantne informatike.
.jpg "news-1-1"){kind=icon}
Današnji industrijski laserji so zasnovani z-številčnimi simulacijami velikega obsega, ki modelirajo, kako se svetloba ustvarja in ojača v laserju. Kljub napredku v visoko{2}}zmogljivem računalništvu mnogi od teh izračunov ostajajo računsko intenzivni. Cilj pobude, ki jo vodi-TRUMPF, je ugotoviti, ali bi lahko kvantni računalniki in novi algoritmi, razviti zanje, simulirali te kvantno-mehanske interakcije učinkoviteje kot tradicionalne metode. Če bo uspešen, bi lahko ta pristop skrajšal razvojne cikle in omogočil natančnejšo optimizacijo laserskih zasnov naslednje-generacije.
"Če bomo natančneje razumeli fizikalne procese, ki so vključeni v ustvarjanje in ojačanje laserske svetlobe, bomo lahko naredili naše izdelke še bolj učinkovite in povečali njihovo zmogljivost v prihodnosti," je dejal Daniel Basilewitsch, ki vodi projekt pri TRUMPF.
Ključni izziv je prepisati procese-prenosa energije znotraj CO₂ laserjev na način, ki ga lahko obvlada kvantni računalnik.
Konzorcij se bo sprva osredotočil na laserje CO₂ in polprevodniške laserje, dve platformi, ki se pogosto uporabljata v industrijski proizvodnji, zaznavanju in optičnih komunikacijah. Fraunhofer ILT prinaša dolgo-strokovno znanje pri simulaciji polprevodniških laserjev, medtem ko bodo raziskovalci v Berlinu prispevali svoje izkušnje pri modeliranju molekularnih trkov in drugih zapletenih kvantnih procesov. TRUMPF bo razvil prve kvantne algoritme in zagotovil industrijski kontekst, ki bo vodil raziskave.
Pomemben del projekta je prevajanje obstoječih klasičnih modelov v različice, ki lahko delujejo na zgodnjih kvantnih procesorjih. Ekipa bo testirala predhodne metode kvantne simulacije in jih neposredno primerjala s tistimi iz uveljavljenih visoko-zmogljivih računalniških pristopov. Kot pravi Christiane Koch s Freie Universität Berlin, je ključni izziv prepisati procese-prenosa energije znotraj CO₂ laserjev na način, ki ga lahko obvlada kvantni računalnik. Če bo to delovalo, bi lahko usmerjalo prihodnje laserske arhitekture in celo podpiralo prizadevanja za trajnost v energetsko-intenzivnih sektorjih, kot je proizvodnja polprevodnikov, kjer imajo CO₂ laserji bistveno vlogo.
Veliki-kvantni računalniki so še leta oddaljeni, vendar partnerji konzorcija na to delo gledajo kot na naložbo-v dolgoročne zmogljivosti. "Danes je pomembno zgraditi strokovno znanje, tako da se lahko kvantni računalniki v prihodnosti uporabljajo v industriji," je Basilewitsch zapisal v sporočilu za javnost.
