Lawrence Livermore يقود مشروع محاكاة المواد الكمومية بـ 4.1 مليون دولار

حصل مختبر Lawrence Livermore National Laboratory على تمويل قدره 4.1 مليون دولار من وكالة ARPA-E التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية لقيادة مشروع ضمن برنامج الحوسبة الكمومية للكيمياء الحاسوبية (QC3)، الذي يهدف لتطوير خوارزميات كمومية لتسريع محاكاة المواد الكيميائية وتطبيقات الطاقة التجارية.

يركز المشروع على تطوير أدوات برمجية تجمع بين الحوسبة الكمومية والذكاء الاصطناعي لاكتشاف مغناطيسات فائقة القوة وخفيفة الوزن، ضرورية للمحركات الكهربائية والمولدات وتكنولوجيا المعلومات عالية الأداء. يعتمد الابتكار الأساسي على خوارزمية هجينة كلاسيكية-كمومية قادرة على التنبؤ بدقة بأداء المواد. يوضح Ilon Joseph، العالم بـ LLNL وقائد المشروع: "في أي وقت تريد فيه تحويل الطاقة بين الأشكال الكهربائية والميكانيكية، مثل توربينات الرياح والسيارات الكهربائية، تحتاج لمغناطيس يتوسط هذه العملية".

تكمن التحدي التقني في ترجمة الخوارزميات الكلاسيكية إلى كمومية، حيث أن الدورانات المغناطيسية في المواد تمثل نظاماً كمومياً متعدد الأجسام يصعب نمذجته كلاسيكياً بينما يمكن محاكاته بكفاءة على الحاسوب الكمومي. سيستخدم الباحثون تصحيح الأخطاء الكمومية (quantum error correction) لتجميع حوالي 10,000 كيوبت فيزيائي لإنتاج 100 كيوبت منطقي، مما يضمن دقة الحسابات رغم الضوضاء الكمومية في الكيوبتات الفردية.

يمثل هذا المشروع خطوة هامة في مسار الحوسبة الكمومية التطبيقية، خاصة في مجال محاكاة المواد الكمومية الذي يُعتبر أحد أكثر التطبيقات الواعدة للتفوق الكمومي. رغم اعتراف Joseph بأن المشروع "على حافة المستحيل"، إلا أن إثبات إمكانية تحقيق هذه الحسابات خلال 2-3 سنوات سيشكل انتصاراً كبيراً في تطوير تقنيات الطاقة المتقدمة وتقليل الاعتماد على سلاسل الإمداد الحرجة.