A TRUMPF csúcstechnológiát gyártó-gyártó kutatást indított annak kivizsgálására, hogy a kvantumszámítógépek felgyorsíthatják-e a következő generációs ipari lézerek-fejlesztését. Ez a projekt átformálja a modellezési munkafolyamatokat a lézerszektorban.
A kezdeményezés három németországi{0}}székhelyű szervezetet egyesít, amelyek egyesítik az ipari lézertechnika, a félvezető-lézerszimuláció és a kvantum-mechanikai modellezés terén szerzett szakértelmet: TRUMPF, a Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT és a berlini Freie Universität Complex Quantum Systems Dahlem Központja.
A konzorciumot a Német Szövetségi Oktatási és Kutatási Minisztérium 1,8 millió eurós finanszírozása támogatja az Alkalmazás-orientált kvantuminformatikai programon keresztül.
.jpg "news-1-1"){kind=icon}
A mai ipari lézereket nagy{0}}léptékű numerikus szimulációkkal tervezték, amelyek modellezik a fény keletkezését és felerősítését a lézeren belül. A nagy -teljesítményű számítástechnika fejlődése ellenére sok ilyen számítás továbbra is számításigényes. A TRUMPF-vezette kezdeményezés célja annak meghatározása, hogy a kvantumszámítógépek és a hozzájuk kifejlesztett új algoritmusok hatékonyabban tudják-e szimulálni ezeket a kvantum-mechanikai kölcsönhatásokat, mint a hagyományos módszerek. Ha sikeres, ez a megközelítés lerövidítheti a fejlesztési ciklusokat, és lehetővé teheti a következő generációs lézertervek pontosabb optimalizálását-.
"Ha pontosabban megértjük a lézerfény előállításával és erősítésével kapcsolatos fizikai folyamatokat, akkor a jövőben még hatékonyabbá tudjuk tenni termékeinket és növelni a teljesítményüket" - mondta Daniel Basilewitsch, a TRUMPF projekt vezetője.
A kulcsfontosságú kihívás a CO₂-lézerekben zajló energiaátviteli folyamatok -átírása oly módon, hogy azt egy kvantumszámítógép is kezelni tudja.
A konzorcium kezdetben a CO₂-lézerekre és a félvezetőlézerekre fog koncentrálni, két platformra, amelyeket széles körben használnak az ipari gyártásban, az érzékelésben és az optikai kommunikációban. A Fraunhofer ILT a félvezető lézerek szimulációjában{1}}hosszú időre visszanyúló szakértelmet hoz magával, míg a berlini kutatók a molekuláris ütközések és más összetett kvantumfolyamatok modellezésében szerzett tapasztalataikkal járulnak hozzá. A TRUMPF kifejleszti az első kvantumalgoritmusokat, és ipari kontextust biztosít a kutatáshoz.
A projekt fontos része a meglévő klasszikus modellek olyan verziókká való lefordítása, amelyek a korai kvantumprocesszorokon futhatnak. A csapat tesztelni fogja az előzetes kvantumszimulációs módszereket, és közvetlenül összehasonlítja azokat a nagy teljesítményű{1}}számítástechnikai megközelítésekkel. Christiane Koch, a berlini Freie Universität munkatársa szerint a kulcsfontosságú kihívás a CO₂-lézereken belüli energiaátviteli folyamatok átírása olyan módon, amelyet egy kvantumszámítógép is képes kezelni. Ha ez beválik, iránymutatást adhat a jövőbeli lézerarchitektúráknak, sőt támogathatja a fenntarthatóságra irányuló erőfeszítéseket az energiaigényes ágazatokban, például a félvezetőgyártásban, ahol a CO₂ lézerek alapvető szerepet játszanak.
A nagyméretű{0}}kvantumszámítógépek még évekre vannak hátra, de a konzorciumi partnerek úgy tekintenek erre a munkára, mint a hosszú távú képességekbe való befektetésre. "Fontos a szakértelem felépítése ma, hogy a kvantumszámítógépeket a jövőben az iparban is felhasználhassák" - jegyezte meg Basilewitsch sajtóközleményében.
