Výrobce špičkových{0}}technologií TRUMPF zahájil výzkum s cílem zjistit, zda kvantové počítače mohou urychlit vývoj-průmyslových laserů nové generace, což je projekt, který by mohl přetvořit pracovní postupy modelování v celém laserovém sektoru.
Tato iniciativa spojuje tři německé-organizace, které kombinují odborné znalosti v oblasti průmyslového laserového inženýrství, polovodičové-laserové simulace a kvantového-mechanického modelování: TRUMPF, Fraunhoferův institut pro laserové technologie ILT a Dahlemovo centrum pro komplexní kvantové systémy na Freie Universität Berlin.
Konsorcium je podporováno finančními prostředky ve výši 1,8 milionu EUR od německého spolkového ministerstva školství a výzkumu prostřednictvím programu Aplikační-orientované kvantové informatiky.
.jpg "news-1-1"){kind=icon}
Dnešní průmyslové lasery jsou navrženy pomocí-numerických simulací ve velkém měřítku, které modelují, jak se uvnitř laseru generuje a zesiluje světlo. Navzdory pokrokům ve vysoce-výkonných výpočtech zůstává mnoho z těchto výpočtů výpočetně náročných. Iniciativa vedená společností TRUMPF- si klade za cíl zjistit, zda by kvantové počítače a nové algoritmy pro ně vyvinuté mohly simulovat tyto kvantové-mechanické interakce efektivněji než tradiční metody. Pokud bude tento přístup úspěšný, mohl by zkrátit vývojové cykly a umožnit přesnější optimalizaci návrhů laserů příští{7}}generace.
„Pokud přesněji porozumíme fyzikálním procesům spojeným s generováním a zesilováním laserového světla, budeme schopni naše produkty v budoucnu ještě zefektivnit a zvýšit jejich výkon,“ řekl Daniel Basilewitsch, který projekt ve společnosti TRUMPF vede.
Klíčovou výzvou je přepsat procesy přenosu energie-uvnitř CO₂ laserů tak, aby to zvládl kvantový počítač.
Konsorcium se zpočátku zaměří na CO₂ lasery a polovodičové lasery, dvě platformy, které jsou široce používány v průmyslové výrobě, snímání a optické komunikaci. Fraunhofer ILT přináší dlouholeté-odborné znalosti v oblasti simulace polovodičových laserů, zatímco vědci z Berlína přispějí svými zkušenostmi s modelováním molekulárních kolizí a dalších složitých kvantových procesů. TRUMPF vyvine první kvantové algoritmy a poskytne průmyslový kontext, který bude řídit výzkum.
Důležitou součástí projektu je převést existující klasické modely do verzí, které mohou běžet na raných kvantových procesorech. Tým otestuje předběžné metody kvantové simulace a přímo je porovná s metodami zavedenými vysoce-výkonnými výpočetními postupy. Podle Christiane Koch z Freie Universität Berlin je klíčovou výzvou přepsat procesy přenosu energie- v CO₂ laserech způsobem, který kvantový počítač zvládne. Pokud to bude fungovat, mohlo by to být vodítkem pro budoucí laserové architektury a dokonce podpořit úsilí o udržitelnost v energeticky-intenzivních odvětvích, jako je výroba polovodičů, kde CO₂ lasery hrají zásadní roli.
Velké-kvantové počítače zůstávají roky vzdáleny, ale partneři konsorcia považují tuto práci za investici do-dlouhodobých schopností. "Je důležité budovat odborné znalosti již dnes, aby bylo možné kvantové počítače v budoucnu používat v průmyslu," poznamenal Basilewitsch v tiskové zprávě.
