Pengeluar-teknologi tinggi TRUMPF telah melancarkan usaha penyelidikan untuk menyiasat sama ada komputer kuantum boleh mempercepatkan pembangunan-laser industri generasi akan datang, projek yang boleh membentuk semula aliran kerja pemodelan merentas sektor laser.
Inisiatif ini menghimpunkan tiga organisasi-berpangkalan di Jerman yang menggabungkan kepakaran dalam kejuruteraan laser industri, semikonduktor-simulasi laser dan pemodelan mekanikal-kuantum: TRUMPF, Institut Fraunhofer untuk Teknologi Laser ILT dan Pusat Dahlem untuk Sistem Kuantum Kompleks di Freie Universität Berlin.
Konsortium ini disokong oleh €1.8 juta dalam pembiayaan daripada Kementerian Pendidikan dan Penyelidikan Persekutuan Jerman melalui program{1}}Informatik Kuantum Berorientasikan Aplikasi.
.jpg "news-1-1"){kind=icon}
Laser industri hari ini direka bentuk menggunakan-simulasi berangka berskala besar yang memodelkan cara cahaya dijana dan dikuatkan di dalam laser. Walaupun kemajuan dalam pengkomputeran-berprestasi tinggi, kebanyakan pengiraan ini kekal intensif secara pengiraan. Inisiatif TRUMPF-yang diterajui bertujuan untuk menentukan sama ada komputer kuantum, dan algoritma baharu yang dibangunkan untuknya, boleh mensimulasikan interaksi mekanikal-kuantum ini dengan lebih cekap berbanding kaedah tradisional. Jika berjaya, pendekatan ini boleh memendekkan kitaran pembangunan dan mendayakan pengoptimuman yang lebih tepat untuk-reka bentuk laser generasi seterusnya.
"Jika kami memahami proses fizikal yang terlibat dalam menjana dan menguatkan cahaya laser dengan lebih tepat, kami akan dapat menjadikan produk kami lebih cekap dan meningkatkan prestasinya pada masa hadapan," kata Daniel Basilewitsch, yang mengetuai projek di TRUMPF.
Cabaran utama ialah menulis semula-proses pemindahan tenaga di dalam laser CO₂ dengan cara yang boleh dikendalikan oleh komputer kuantum.
Konsortium itu pada mulanya akan menumpukan pada laser CO₂ dan laser semikonduktor, dua platform yang digunakan secara meluas dalam pembuatan industri, penderiaan dan komunikasi optik. Fraunhofer ILT membawa kepakaran-lama dalam mensimulasikan laser semikonduktor, manakala penyelidik di Berlin akan menyumbangkan pengalaman mereka dalam memodelkan perlanggaran molekul dan proses kuantum kompleks yang lain. TRUMPF akan membangunkan algoritma kuantum pertama dan menyediakan konteks industri yang membimbing penyelidikan.
Bahagian penting projek ini adalah untuk menterjemah model klasik sedia ada ke dalam versi yang boleh dijalankan pada pemproses kuantum awal. Pasukan ini akan menguji kaedah simulasi kuantum awal dan membandingkannya secara langsung dengan kaedah daripada pendekatan pengkomputeran berprestasi tinggi-tinggi yang ditetapkan. Cabaran utama ialah menulis semula-proses pemindahan tenaga di dalam laser CO₂ dengan cara yang boleh dikendalikan oleh komputer kuantum, menurut Christiane Koch dari Freie Universität Berlin. Jika ini berjaya, ia boleh membimbing seni bina laser masa hadapan dan juga menyokong usaha kemampanan dalam-sektor intensif tenaga seperti fabrikasi semikonduktor, di mana laser CO₂ memainkan peranan penting.
Komputer kuantum berskala besar-bersih bertahun-tahun lagi, tetapi rakan kongsi konsortium melihat kerja ini sebagai pelaburan dalam-keupayaan jangka panjang. "Adalah penting untuk membina kepakaran hari ini supaya komputer kuantum boleh digunakan dalam industri pada masa hadapan," kata Basilewitsch dalam kenyataan akhbar.
