Энэхүү хамтын ажиллагаа нь үйлдвэрлэлийг илүү тогтвортой болгохын тулд квант тооцооллыг ашиглах болно

On Даваа гараг, Германд төвтэй полимер үйлдвэрлэгч Covestro нь Сан Францискод төвтэй квант тооцооллын программ хангамж хөгжүүлэгч QC Ware-тай 5 жилийн хамтын ажиллагааны гэрээ байгууллаа. Компаниуд хамтран Ковестрогийн үйлдвэрлэлийн процесс, материалыг сайжруулж чадах квант тооцооллын алгоритмуудыг боловсруулахаар ажиллах болно.

Ковестрогийн инновацийн бүлгийн дарга Торстен Хайнеманн "Квантын тооцооллын технологи нь тооцоолох химичүүдэд ирээдүйд шийдвэрлэх түлхэц өгнө гэдэгт бид бүрэн итгэлтэй байна."

Химийн үйлдвэрлэл, материалын шинжлэх ухаан нь микроскопийн систем дэх микроскопийн өөрчлөлт нь макро масштабын хөгжилд томоохон нөлөө үзүүлдэг салбар юм. Тооцооллын химич нар жишээлбэл, нарны хавтангийн микроскопийн бүтцийг тодорхойлохын тулд электронууд хэрхэн дамжин өнгөрөх түвшинд хүртэл шаргуу ажилладаг. Энэ дэд бүтцэд бага зэрэг өөрчлөлт хийснээр үр ашгийг хэдэн хувиар нэмэгдүүлснээр нарны эрчим хүчний станцаас жил бүр мегаватт илүү эрчим хүч гаргах боломжтой болно. Үүний нэгэн адил химийн урвалын катализаторын цөөн хэдэн молекулын ялгаа нь урвал хэдэн градусаар бага температурт явагдах боломжтой гэсэн үг бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэгчдэд мянга, бүр сая долларын зардлыг хэмнэх болно.

Гэхдээ энэ химийн сорилт нь үүнийг квант түвшинд хийх ёстой бөгөөд математик нь маш нарийн төвөгтэй тул суперкомпьютер хүртэл тоонуудыг задлахад бэрхшээлтэй байдаг. Энэ нь материал эсвэл процессыг цаг тухайд нь зохион бүтээх чадвартай байх нь математик загваруудыг хялбарчлах, квант системийг ойртуулах гэсэн үг юм. Загвар нь илүү хялбарчлах тусам компьютерууд үүнийг хурдан эвдэж чадна, гэхдээ үйлдвэрлэлийн чанар эсвэл үр ашгийн өртөгтэй.

Энд л квантын тооцоолол орж ирдэг. Эдгээр системүүд нь тооцоолох хүчийг бий болгохын тулд квант процессын давуу талыг ашигладаг учраас ойртуулахгүйгээр химийг дуурайх чадвартай байдаг. QC Ware-ийн химийн симуляцийн дарга (мөн 2015 оны төгсөгч) Роб Парриш "Квантын хими нь квант компьютер дээр хийх нь маш байгалийн зүйл" гэж тайлбарлав. Forbes 30-аас доош насны шинжлэх ухааны жагсаалт). "Шалтгаан нь та нэг квант системийг өөр квант системд давхар болгохыг оролдож байна. Тиймээс газрын зургийг маш сайн хийдэг."

Covestro болон QC Ware нар үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд молекул үүсгэдэг урвалын төрлийг загварчлах нотлох баримтыг боловсруулахад өнгөрсөн жилийг хамтран зарцуулсан. Энэхүү ажлын үр дүнд хоёр баримт бичиг гарсан бөгөөд нэг нь квант тооцооллын цөөн нөөц ашиглан симуляци хийх боломжийг олгодог шинэ техникийг харуулсан, нөгөө нь эрчим хүчний градиентийг тооцоолох шинэ аргыг боловсруулсан. Эдгээр налууг үйлдвэрлэгчид ашигтай химийн процессыг дуурайхад ашигладаг.

Rяг одоо, одоо байгаа квант тооцооллын техник хангамж нь хоёр компанийн сонирхож буй томоохон симуляцуудыг ажиллуулах чадваргүй гэж Парриш хэлэв. Гэхдээ хамтын ажиллагаа нь программ хангамж, алгоритмыг тухайн өдөртөө бэлэн байлгахад чиглэгддэг.

"Бидний үүнийг хийхээр дэвшүүлсэн санаачилга бол таван жилийн дараа үүнийг одоо байгаа хамгийн сайн ойрын квант компьютер дээр байрлуулах явдал юм" гэж тэр нэмж хэлэв. "Энэ бол олон тооны бие даасан судалгааны урсгалтай байх зүйл юм."

Хэйнеманн тайлбарласнаар Ковестро богино хугацаанд эдгээр шинэ техникийг катализаторын урвалаас хамаарах химийн үйлдвэрлэлийн процесст ашиглахаар найдаж байгаа бөгөөд энэ нь одоо боловсруулагдаж байгаа квант техник хангамжийг загварчлахад хялбар бөгөөд хэдхэн цагийн дотор бэлэн болно гэж найдаж байна. жил. Ковестро эдгээр төрлийн химийн бодисыг сайжруулснаар хог хаягдал бага гаргадаг илүү үр дүнтэй үйл явцтай болно гэж найдаж байна. "Энэ нь илүү их гарц, бидний үйлдвэрлэж буй бүтээгдэхүүн дэх химийн урвалын чанар өндөр, үйлдвэрүүдэд бага эрчим хүч зарцуулдаг гэсэн үг" гэж тэр нэмж хэлэв.

Covestro болон QC Ware хоёр дахь төсөл бол үйлдвэрлэлийн эргэлтийн боломж юм. Полимер болон бусад материалыг хогийн цэгт хаях, шатаахаас илүүтэйгээр анхны бүрэлдэхүүн хэсэг болгон дахин боловсруулах боломжтой болгоход чиглэсэн олон хууль тогтоомжийг дэлхий даяар бий болгоно гэж тус компани найдаж байна. "Бид энд квантын тооцоолол нь гол идэвхжүүлэгч болно гэж бид бодож байна" гэж Хайнеманн хэлэв.

In урт хугацаанд, квант тооцоолох техник хангамж боловсорч гүйцэхийн хэрээр бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх шинэ боломжийг бий болгох илүү боловсронгуй симуляцийг жолоодох боломжтой болно гэж хоёр компани үзэж байна. Ковестрогийн хувьд нэг боломж нь сэргээгдэх эрчим хүчний салбарт байгаа бөгөөд квант тооцоолол нь нарны зайн хавтан болон батерейны системийг илүү сайн зохион бүтээхэд тусалдаг. QC Ware-ийн хувьд энэ нь бусад материал үйлдвэрлэгчдэд зарах боломжтой квант программ хангамж, алгоритмуудыг хөгжүүлэхээс гадна эм илрүүлэх зэрэг бусад хэрэглээнд үндэс суурь болно гэсэн үг юм.

QC Ware-ийн үүсгэн байгуулагч, гүйцэтгэх захирал хэлэхдээ "Бид тэдний хувьд квант мэдээлэл, квантын тооцооллын хурдыг ахиулж, зах зээлд борлуулах бүтээгдэхүүнээ боловсруулахын тулд технологийг дотооддоо ашиглах боломжтой харилцан ашигтай зохицуулалтыг бий болгосон" гэж хэлэв. Мэтт Жонсон.

"QC Ware-тэй хийсэн энэхүү түншлэл, хамтын ажиллагаа нь дэлхийн сүлжээн дэх судалгаа, хөгжүүлэлт хэрхэн явагддагийг харуулж байна гэж би бодож байна" гэж Хайнеман нэмж хэлэв. "Энэ нь бид зөв туршлагаа нэгтгэж, нийтлэг зорилгод хүрэхийн тулд хамтын ажиллагаагаа тохируулж байна гэсэн үг."