El fabricant d'alta-tecnologia TRUMPF ha llançat un esforç d'investigació per investigar si els ordinadors quàntics poden accelerar el desenvolupament de làsers industrials-de propera generació, un projecte que podria remodelar els fluxos de treball de modelatge al sector làser.
La iniciativa reuneix tres organitzacions amb seu a Alemanya-que combinen experiència en enginyeria làser industrial, simulació de làser-de semiconductors i modelatge-quàntic: TRUMPF, l'Institut Fraunhofer de Tecnologia làser ILT i el Centre Dahlem per a sistemes quàntics complexos de la Freie Universität de Berlín.
El consorci compta amb el suport d'1,8 milions d'euros en finançament del Ministeri Federal d'Educació i Recerca d'Alemanya a través del seu programa d'informàtica quàntica orientada a aplicacions-.
.jpg "news-1-1"){kind=icon}
Els làsers industrials actuals estan dissenyats mitjançant simulacions numèriques a gran-escala que modelen com es genera i s'amplifica la llum dins del làser. Malgrat els avenços en la informàtica d'alt rendiment-, molts d'aquests càlculs segueixen sent intensos en la computació. La iniciativa liderada per TRUMPF-pretén determinar si els ordinadors quàntics, i els nous algorismes desenvolupats per a ells, podrien simular aquestes interaccions-quàntiques de manera més eficient que els mètodes tradicionals. Si té èxit, aquest enfocament podria escurçar els cicles de desenvolupament i permetre una optimització més precisa dels dissenys làser-de propera generació.
"Si entenem amb més precisió els processos físics implicats en la generació i l'amplificació de la llum làser, podrem fer que els nostres productes siguin encara més eficients i augmentar el seu rendiment en el futur", va dir Daniel Basilewitsch, que lidera el projecte a TRUMPF.
Un repte clau és reescriure els processos de transferència d'energia-dins dels làsers de CO₂ d'una manera que un ordinador quàntic pugui gestionar.
El consorci es concentrarà inicialment en làsers de CO₂ i làsers semiconductors, dues plataformes que s'utilitzen àmpliament en la fabricació industrial, la detecció i les comunicacions òptiques. Fraunhofer ILT aporta una experiència-de llarga durada en la simulació de làsers semiconductors, mentre que els investigadors de Berlín aportaran la seva experiència en el modelatge de col·lisions moleculars i altres processos quàntics complexos. TRUMPF desenvoluparà els primers algorismes quàntics i proporcionarà un context industrial que guiarà la investigació.
Una part important del projecte és traduir els models clàssics existents en versions que es puguin executar amb els primers processadors quàntics. L'equip provarà mètodes preliminars de simulació quàntica i els compararà directament amb els d'enfocaments de computació d'alt rendiment-establerts. Un repte clau és reescriure els processos de transferència d'energia-dins dels làsers de CO₂ d'una manera que un ordinador quàntic pugui gestionar, segons Christiane Koch de la Freie Universität Berlin. Si això funciona, podria guiar les futures arquitectures làser i fins i tot donar suport als esforços de sostenibilitat en sectors-intensius en energia, com ara la fabricació de semiconductors, on els làsers de CO₂ tenen un paper essencial.
Els ordinadors quàntics a gran-escala queden anys de distància, però els socis del consorci veuen aquest treball com una inversió en capacitat-a llarg termini. "És important acumular l'experiència actual perquè els ordinadors quàntics es puguin utilitzar a la indústria en el futur", va assenyalar Basilewitsch en un comunicat de premsa.
