IBM nutzt Quantencomputing zur Bewältigung von Herausforderungen bei Fusionsenergie

Die IBM International Business Machines Corporation ↗ 0.49% und das finnische Quantensoftwareunternehmen Algorithmiq haben demonstriert, dass ein Quantencomputer ein komplexes Materialsimulationsproblem lösen kann, das keine klassische Methode zuverlässig replizieren konnte. Dies wird von den Unternehmen als ein verifizierter Fall eines Quantenvorteils beschrieben.

Ein Problem jenseits klassischer Reichweite

Die Zusammenarbeit, die erstmals am 30. Juli angekündigt und diese Woche in einem Fachartikel detailliert wurde, umfasste die Simulation eines heterogenen Quantenmaterials: ein System, das aus Regionen mit unterschiedlichen lokalen Eigenschaften besteht, in denen Unordnung und unregelmäßige Konnektivität den Informationsfluss steuern. Durch die Ausführung auf IBMs Heron-Quantenprozessoren emulierte das Experiment die Operatordynamik auf eine Weise, die klassische Simulationen nicht mehr reproduzieren konnten, so die Forscher.newsroom.ibm+1

Acht Monate nachdem das Problem und die Ergebnisse erstmals über den Quantum Advantage Tracker von Algorithmiq veröffentlicht wurden, konnte keine klassische Methode zuverlässige Ergebnisse für den gesamten untersuchten Problembereich liefern. "Wir jagen nicht mehr einem einzelnen 'Moment' des Quantenvorteils hinterher", sagte Algorithmiq-CEO Sabrina Maniscalco. "Wir bauen ein Experiment, das eigentlich nie endet, eines, das das gesamte Ökosystem dazu einlädt, zu definieren, wo das Klassische endet und das Quantenzeitalter beginnt".algorithmiq+1

Fusionsenergie tritt in das Quantenzeitalter ein

Unabhängig davon hat IBM in Partnerschaft mit dem Oak Ridge National Laboratory und der Cleveland Clinic das durchgeführt, was Forscher als die ersten bekannten Quantencomputerberechnungen an Molekülstrukturen in einem für die Fusionsenergie relevanten geschmolzenen Salz bezeichnen. Das Team nutzte einen "quantenzentrierten Supercomputing-Ansatz", um FLiBe zu untersuchen, eine Mischung aus Lithiumfluorid und Berylliumfluorid, die als führender Kandidat für den flüssigen Mantel gilt, der Fusionsreaktionen in zukünftigen Reaktoren umgibt. Die Modelle halfen Wissenschaftlern zu berechnen, wie stark Tritium an das geschmolzene Salz bindet, ein entscheidender Test dafür, ob ein zukünftiges Fusionskraftwerk genügend Brennstoff zurückgewinnen könnte, um sich selbst zu erhalten.bgr+1

Erfüllung der IBM-Roadmap

Die Demonstrationen erfüllen eine Verpflichtung, die IBM in seiner technischen Roadmap eingegangen ist: die Ermöglichung erster Beispiele für einen Quantenvorteil bis 2026. "Wir bei IBM glauben, dass die Ära des Quantenvorteils in greifbare Nähe gerückt ist und dass eine strenge wissenschaftliche Verifizierung dies bis Ende 2026 bestätigen wird", sagte Jay Gambetta, Direktor von IBM Research, bei der Einführung des Quantum Advantage Trackers im vergangenen November. Laut Barron's hat das Unternehmen nun "erfolgreich einen der Punkte auf seiner technischen Roadmap abgehakt".barrons+1