Quantinuum และ GE Vernova จับมือพัฒนาแบบจำลองควอนตัมของตัวนำยิ่งยวด
Quantinuum และ GE Vernova จะศึกษาปรากฏการณ์ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงโดยใช้ Helios และการจำลองแบบ Fermi-Hubbard เพื่อสำรวจการใช้งานด้านพลังงานในภาคอุตสาหกรรม
หน้านี้แปลจากภาษาอังกฤษ โดยชื่อบริษัท ชื่อผลิตภัณฑ์ และลิงก์แหล่งข้อมูลยังคงเดิม อ่านต้นฉบับภาษาอังกฤษ
Quantinuum และ Advanced Research Center ของ GE Vernova ได้เริ่มความร่วมมือด้านการวิจัยที่มุ่งเน้นตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง ตามประกาศที่ The Quantum Insider เผยแพร่เมื่อวันที่ 27 ตุลาคม โครงการนี้จะใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม Helios ของ Quantinuum และแพลตฟอร์มสำหรับนักพัฒนา Nexus ควบคู่กับความเชี่ยวชาญด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมของ GE Vernova เพื่อศึกษาอิเล็กตรอนในแบบจำลองอย่างง่ายที่เกี่ยวข้องกับวัสดุตัวนำยิ่งยวด
สิ่งที่ประกาศ
ความร่วมมือนี้มีศูนย์กลางอยู่ที่แบบจำลอง Fermi–Hubbard ซึ่งเป็นกรอบมาตรฐานสำหรับศึกษาอิเล็กตรอนที่มีอันตรกิริยาต่อกัน ตามประกาศดังกล่าว พันธมิตรทั้งสองต้องการศึกษากลไกทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูง และประเมินว่าควอนตัมคอมพิวติ้งจะเป็นประโยชน์ต่องานลักษณะนี้ได้มากน้อยเพียงใด
GE Vernova เข้าหาประเด็นนี้จากมุมมองด้านพลังงานอุตสาหกรรม ประกาศระบุถึงการใช้งานที่เป็นไปได้ในระยะยาว ได้แก่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีน้ำหนักเบาลง มอเตอร์ที่กะทัดรัดขึ้น และโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่สามารถส่งผ่านไฟฟ้าได้มากขึ้นในพื้นที่จำกัดและทนต่อความขัดข้องได้ดีกว่าเดิม นอกจากนี้ยังเน้นย้ำด้วยว่ายังคงมีอุปสรรคเชิงปฏิบัติสำคัญอีกมาก รวมถึงการทำความเย็น การผลิต สมรรถนะของวัสดุ และต้นทุน
Jonathan Owens นักวิทยาศาสตร์อาวุโสด้านฟิสิกส์วัสดุเชิงคำนวณของ GE Vernova กล่าวว่า ความพยายามนี้มีเป้าหมายเพื่อสำรวจคำถามด้านวัสดุที่ยาก ขณะเดียวกันก็สร้างความเข้าใจภายในองค์กรเกี่ยวกับจุดที่วิธีการเชิงควอนตัมอาจเข้ามามีส่วนช่วยได้
รายละเอียดทางเทคนิค
ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงเป็นสิ่งที่จำลองแบบได้ยาก เพราะเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนที่มีอันตรกิริยาเข้มข้นต่อกัน ซึ่งพฤติกรรมแบบรวมหมู่ของมันยากต่อการอธิบายด้วยการคำนวณแบบดั้งเดิม ประกาศระบุว่าแบบจำลอง Fermi–Hubbard ไม่ได้อธิบายวัสดุอุตสาหกรรมได้ครบถ้วน แต่มีการใช้อย่างแพร่หลายเป็นสภาพแวดล้อมแบบย่อส่วนสำหรับศึกษาฟิสิกส์พื้นฐานที่อยู่เบื้องหลัง
Quantinuum ระบุว่างานนี้จะต่อยอดจากผลลัพธ์ก่อนหน้าของนักวิจัยของบริษัทเอง ซึ่งได้วัดสหสัมพันธ์ของการจับคู่แบบตัวนำยิ่งยวดในแบบจำลอง Fermi–Hubbard ที่รันบน Helios รวมถึงการจับคู่ทั้งแบบ s-wave และ d-wave ในกรอบการอธิบายของบริษัท การทดลองเหล่านั้นแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการเตรียมและตรวจวัดสถานะควอนตัมที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาตัวนำยิ่งยวด
งานวิจัยนี้จะใช้ข้อเสนอแบบฟูลสแตกของ Quantinuum รวมถึงการเข้าถึง Helios ผ่านคลาวด์และสภาพแวดล้อมซอฟต์แวร์ Nexus ประกาศอธิบายว่า Nexus เป็นแพลตฟอร์มแบบรวมศูนย์ที่เชื่อมโยงฮาร์ดแวร์และเครื่องมือซอฟต์แวร์สำหรับการพัฒนาและรันแอปพลิเคชัน
Quantinuum ยังเรียก Helios ว่าเป็น “คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่แม่นยำที่สุดในโลก” ซึ่งบริษัทระบุว่าเป็นคำกล่าวอ้างที่อิงจากค่าความเที่ยงตรงของเกตสองคิวบิต ณ วันที่ 31 ธันวาคม 2025
ทำไมเรื่องนี้จึงสำคัญ
ประกาศนี้สะท้อนรูปแบบที่พบได้บ่อยในวงการควอนตัมคอมพิวติ้ง นั่นคือการใช้โจทย์แบบจำลองที่เรียบง่ายกว่าแต่มีความสำคัญทางวิทยาศาสตร์ เป็นสะพานเชื่อมระหว่างความสามารถของฮาร์ดแวร์กับความเกี่ยวข้องในภาคอุตสาหกรรม ตัวนำยิ่งยวดเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมโดยธรรมชาติ เพราะยังมีประเด็นทางวิทยาศาสตร์ที่ยังไม่ได้ข้อยุติในหลายขอบเขตสำคัญ ขณะที่นัยเชิงปฏิบัติต่ออุปกรณ์ไฟฟ้านั้นอธิบายได้ชัดเจน
สำหรับ GE Vernova ความร่วมมือนี้ดูจะมุ่งสร้างขีดความสามารถพอๆ กับการพัฒนาผลิตภัณฑ์ในทันที ประกาศระบุว่าก่อนหน้านี้บริษัทเคยเผยแพร่งานวิจัยเกี่ยวกับอัลกอริทึมควอนตัมสำหรับวัสดุดักจับคาร์บอนโดยใช้ตัวประมวลผลควอนตัมจำลอง และนำเสนอโปรแกรมใหม่ครั้งนี้ในฐานะการขยายไปสู่อีกด้านหนึ่งของการวิจัยวัสดุ
สำหรับ Quantinuum ความร่วมมือนี้เป็นกรณีทดสอบจากภาคอุตสาหกรรมสำหรับการจำลองควอนตัม ซึ่งเป็นด้านที่มักถูกกล่าวถึงว่าเหมาะสมอย่างยิ่งกับฮาร์ดแวร์ควอนตัมในระยะยาว
สิ่งที่ต้องจับตา
คำถามสำคัญคือ ความร่วมมือนี้จะก่อให้เกิดองค์ความรู้ที่ก้าวไปไกลกว่าการจำลองเพื่อพิสูจน์แนวคิดหรือไม่ ประกาศมีความระมัดระวังในประเด็นนี้ โดยระบุว่าการแปลงผลลัพธ์จากแบบจำลองอย่างง่ายไปสู่วัสดุที่ใช้งานได้จริง จะต้องอาศัยงานทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมอย่างต่อเนื่อง
ความระมัดระวังดังกล่าวมีความสำคัญ พันธมิตรทั้งสองไม่ได้อ้างว่าพบตัวนำยิ่งยวดชนิดใหม่หรืออุปกรณ์พลังงานเชิงพาณิชย์ที่พร้อมใช้งานในระยะใกล้ แต่กำลังวางตำแหน่งโครงการนี้ให้เป็นความพยายามในการเชื่อมโยงวิธีการควอนตัมคอมพิวติ้งเข้ากับคำถามด้านวัสดุที่มีความเกี่ยวข้องเชิงอุตสาหกรรม โดยใช้แบบจำลองทางทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเป็นจุดตั้งต้น
แหล่งข้อมูล
ข้อเท็จจริงในหน้านี้มาจากแหล่งข้อมูลด้านล่าง ซึ่ง DesignQuantum ได้รวบรวมไว้