Njemački proizvođač polimera Covestro objavio je početak petogodišnje suradnje s proizvođačem kvantnog softvera iz San Francisca QC Ware, tijekom koje će pokušati razviti algoritme za kvantna računala koja mogu poboljšati proces proizvodnje i povećati kakvoću materijala, piše Forbes.

Proizvodnja kemikalija i znanost materijala grane su industrije u kojima mikroskopske promjene mogu imati makroskopske posljedice. Računalni kemičari nastoje definirati mikroskopsku strukturu, primjerice, solarne ploče do razine na kojoj provjeravaju načine na koje kroz nju putuju elektroni. Suptilne promjene u infrastrukturi mogu rezultirati postotcima u učinkovitosti i megavatima dodatne energije iz solarne elektrane svake godine. Nekoliko promijenjenih molekula u katalizatoru za kemijsku reakciju mogu značiti da će se reakcija odviti na za nekoliko stupnjeva nižoj temperaturi, što bi moglo reducirati potrošnju proizvodnje za stotine tisuća ili čak milijune eura.

Izazovi ovakve vrste kemije je to što se promjene moraju raditi na kvantnoj razini, na kojoj je matematika toliko složena da s njom probleme imaju čak i superračunala, čime se stvara situacija u kojoj pravovremena mogućnost promjene dizajna materijala ili procesa znači pojednostavljenje matematičkih modela i aproksimativnih kvantnih sustava. Čim je model jednostavniji, računala ga mogu brže obraditi, što utječe na učinkovitost ili kvalitetu proizvodnje.

Tu na pozornicu stupa kvantno računarstvo. S obzirom na to da ovi sustavi koriste prednosti kvantnih procesa za stvaranje računalne snage, oni također potencijalno mogu simulirati kemiju bez ikakvog proračuna. 'Kvantna kemija je vrlo prirodna grana kvantnog računarstva', kaže Rob Parrish, QC Wareov voditelj kemijskih simulacija. 'Ovo je također razlog zbog kojeg nastojimo napraviti dvojnika kvantnog sustava u drugom kvantnom sustavu - zbog elegantnog i olakšanog mapiranja.'

Covestro i QC Ware proveli su godinu dana razvijajući koncept za modeliranje vrsta reakcija koje proizvode molekule za industrijsku primjenu. Rezultat suradnje su dva znanstvena rada, od kojih jedan prikazuje nove tehnike koje dozvoljavaju simulaciju uz trošenje manje resursa kvantnog računala, a drugi razvija nove načine izračuna energetskih gradijenata za simuliranje kemijskih procesa koje koriste proizvođači.

Kvantno računalstvo trenutno ne može pokretati neke veće simulacije, no Covestro i QC Ware planiraju napraviti softver i algoritme koji će se moći iskoristiti jednog dana, kad tehnologija postane dostupna.

Kompanije dugoročno vjeruju da će se poboljšati hardver za kvantno računarstvo te da će moći pokretati složenije simulacije koje otvaraju nove mogućnosti za proizvodnju.