سازنده{0}فناوری پیشرفته TRUMPF یک تلاش تحقیقاتی را برای بررسی اینکه آیا رایانههای کوانتومی میتوانند توسعه لیزرهای صنعتی نسل بعدی- را تسریع بخشند، راهاندازی کرده است، پروژهای که میتواند جریان کار مدلسازی در سراسر بخش لیزر را تغییر دهد.
این ابتکار سه سازمان آلمانی- را گرد هم میآورد که تخصص در مهندسی لیزر صنعتی، شبیهسازی لیزر نیمهرسانا-شبیهسازی لیزر و کوانتوم{2}}مدلسازی مکانیکی را ترکیب میکنند: TRUMPF، موسسه Fraunhofer برای فناوری لیزر ILT و مرکز Dahlem برای سیستمهای کوانتومی پیچیده در دانشگاه فری برلین.
این کنسرسیوم با کمک مالی 1.8 میلیون یورویی وزارت آموزش و تحقیقات فدرال آلمان از طریق برنامه انفورماتیک کوانتومی گرا برنامه کاربردی آن پشتیبانی می شود.
.jpg "news-1-1"){kind=icon}
لیزرهای صنعتی امروزی با استفاده از-شبیهسازیهای عددی در مقیاس بزرگ طراحی میشوند که نحوه تولید و تقویت نور در داخل لیزر را مدلسازی میکنند. علیرغم پیشرفت در محاسبات با عملکرد بالا، بسیاری از این محاسبات همچنان از نظر محاسباتی فشرده هستند. هدف ابتکار تحت رهبری TRUMPF تعیین اینکه آیا رایانههای کوانتومی و الگوریتمهای جدید توسعهیافته برای آنها میتوانند این تعاملات مکانیکی کوانتومی را کارآمدتر از روشهای سنتی شبیهسازی کنند یا خیر. در صورت موفقیت، این رویکرد میتواند چرخههای توسعه را کوتاه کند و بهینهسازی دقیقتر-طراحیهای لیزری نسل بعدی را امکانپذیر سازد.
Daniel Basilewitsch، سرپرست این پروژه در TRUMPF میگوید: «اگر فرآیندهای فیزیکی مربوط به تولید و تقویت نور لیزر را با دقت بیشتری درک کنیم، میتوانیم محصولات خود را حتی کارآمدتر کنیم و عملکرد آنها را در آینده افزایش دهیم.»
یک چالش کلیدی، بازنویسی فرآیندهای{0}}انتقال انرژی در داخل لیزرهای CO2 به روشی است که یک کامپیوتر کوانتومی بتواند از عهده آن برآید.
این کنسرسیوم در ابتدا بر روی لیزرهای CO2 و لیزرهای نیمه هادی متمرکز خواهد شد، دو پلتفرم که به طور گسترده در تولید صنعتی، حسگر و ارتباطات نوری استفاده می شوند. Fraunhofer ILT تخصص طولانی-در شبیه سازی لیزرهای نیمه هادی به ارمغان می آورد، در حالی که محققان در برلین تجربه خود را در مدل سازی برخوردهای مولکولی و سایر فرآیندهای پیچیده کوانتومی ارائه خواهند کرد. TRUMPF اولین الگوریتم های کوانتومی را توسعه خواهد داد و زمینه صنعتی را برای هدایت تحقیق فراهم می کند.
بخش مهمی از پروژه، ترجمه مدلهای کلاسیک موجود به نسخههایی است که میتوانند روی پردازندههای کوانتومی اولیه اجرا شوند. این تیم روشهای اولیه شبیهسازی کوانتومی را آزمایش کرده و مستقیماً آنها را با روشهای{1}}رویکردهای محاسباتی با عملکرد بالا مقایسه خواهد کرد. به گفته کریستین کخ از دانشگاه فرای برلین، یک چالش کلیدی، بازنویسی فرآیندهای{3}}انتقال انرژی در داخل لیزرهای CO2 به روشی است که یک کامپیوتر کوانتومی بتواند از عهده آن برآید. اگر این کار انجام شود، میتواند معماریهای لیزری آینده را راهنمایی کند و حتی از تلاشهای پایدار در بخشهای{5}محصول انرژی مانند ساخت نیمهرساناها، که در آن لیزرهای CO2 نقش اساسی دارند، حمایت کند.
رایانههای کوانتومی در مقیاس بزرگ سالها باقی ماندهاند، اما شرکای کنسرسیوم این کار را سرمایهگذاری در-قابلیت بلندمدت میدانند. Basilewitsch در یک بیانیه مطبوعاتی خاطرنشان کرد: «امروزه ایجاد تخصص مهم است تا رایانههای کوانتومی بتوانند در صنعت در آینده مورد استفاده قرار گیرند.
