Yüksek-teknoloji üreticisi TRUMPF, kuantum bilgisayarların, lazer sektöründeki modelleme iş akışlarını yeniden şekillendirebilecek bir proje olan yeni-nesil endüstriyel lazerlerin geliştirilmesini hızlandırıp hızlandıramayacağını araştırmak için bir araştırma çalışması başlattı.
Girişim, endüstriyel lazer mühendisliği, yarı iletken-lazer simülasyonu ve kuantum-mekanik modelleme alanındaki uzmanlığı birleştiren Almanya- merkezli üç kuruluşu bir araya getiriyor: TRUMPF, Fraunhofer Lazer Teknolojisi Enstitüsü ILT ve Freie Universität Berlin'deki Dahlem Karmaşık Kuantum Sistemleri Merkezi.
Konsorsiyum, Uygulama- Odaklı Kuantum Bilişim programı aracılığıyla Alman Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı'nın sağladığı 1,8 milyon Euro'luk fonla destekleniyor.
.jpg "news-1-1"){kind=icon}
Günümüzün endüstriyel lazerleri, lazerin içinde ışığın nasıl üretilip güçlendirildiğini modelleyen büyük-ölçekli sayısal simülasyonlar kullanılarak tasarlanmaktadır. Yüksek-performanslı bilgi işlemdeki ilerlemelere rağmen, bu hesaplamaların birçoğu hesaplama açısından yoğun olmaya devam ediyor. TRUMPF-önderliğindeki girişim, kuantum bilgisayarların ve onlar için geliştirilen yeni algoritmaların bu kuantum-mekanik etkileşimleri geleneksel yöntemlere göre daha verimli bir şekilde simüle edip edemeyeceğini belirlemeyi amaçlıyor. Başarılı olması halinde bu yaklaşım, geliştirme döngülerini kısaltabilir ve yeni-nesil lazer tasarımlarının daha hassas optimizasyonunu mümkün kılabilir.
TRUMPF'ta projeyi yöneten Daniel Basilewitsch, "Lazer ışığının üretilmesi ve güçlendirilmesiyle ilgili fiziksel süreçleri daha hassas bir şekilde anlarsak, ürünlerimizi gelecekte daha verimli hale getirebilir ve performanslarını artırabiliriz" dedi.
Önemli bir zorluk, CO₂ lazerlerin içindeki enerji-transfer süreçlerini bir kuantum bilgisayarın işleyebileceği şekilde yeniden yazmaktır.
Konsorsiyum başlangıçta endüstriyel üretim, algılama ve optik iletişimde yaygın olarak kullanılan iki platform olan CO₂ lazerler ve yarı iletken lazerler üzerine yoğunlaşacak. Fraunhofer ILT, yarı iletken lazerleri simüle etme konusunda-uzun süreli bir uzmanlık sunarken, Berlin'deki araştırmacılar da moleküler çarpışmaların ve diğer karmaşık kuantum süreçlerinin modellenmesi konusundaki deneyimleriyle katkıda bulunacaklar. TRUMPF, ilk kuantum algoritmalarını geliştirecek ve araştırmaya rehberlik edecek endüstriyel bağlamı sağlayacak.
Projenin önemli bir kısmı mevcut klasik modelleri erken dönem kuantum işlemcilerde çalışabilecek versiyonlara dönüştürmektir. Ekip, ön kuantum simülasyon yöntemlerini test edecek ve bunları yerleşik yüksek-performanslı bilgi işlem yaklaşımlarından elde edilen yöntemlerle doğrudan karşılaştıracaktır. Freie Universität Berlin'den Christiane Koch'a göre, CO₂ lazerlerin içindeki enerji-transfer süreçlerini bir kuantum bilgisayarın işleyebileceği şekilde yeniden yazmak en önemli zorluk. Eğer bu işe yararsa, gelecekteki lazer mimarilerine rehberlik edebilir ve hatta CO₂ lazerlerin önemli bir rol oynadığı yarı iletken üretimi gibi enerji yoğun sektörlerdeki-sürdürülebilirlik çabalarını destekleyebilir.
Büyük-ölçekli kuantum bilgisayarlara daha yıllar var, ancak konsorsiyum ortakları bu çalışmayı uzun-vadeli kapasiteye yapılan bir yatırım olarak görüyor. Basilewitsch bir basın açıklamasında, "Kuantum bilgisayarların gelecekte endüstride kullanılabilmesi için bugün uzmanlığı geliştirmek önemlidir." dedi.
