Quantinuum và GE Vernova hợp tác phát triển các mô hình lượng tử về hiện tượng siêu dẫn
Quantinuum và GE Vernova sẽ nghiên cứu hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao bằng Helios và mô hình Fermi-Hubbard để khảo sát các ứng dụng năng lượng trong công nghiệp.
Trang này được dịch từ tiếng Anh. Tên công ty, sản phẩm và liên kết nguồn được giữ nguyên. Đọc bản gốc tiếng Anh
Quantinuum và Advanced Research Center của GE Vernova đã khởi động một chương trình hợp tác nghiên cứu tập trung vào hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao, theo một thông báo được The Quantum Insider đăng tải ngày 27 tháng 10. Dự án sẽ sử dụng máy tính lượng tử Helios của Quantinuum và nền tảng phát triển Nexus của hãng, cùng với chuyên môn của GE Vernova về khoa học vật liệu và kỹ thuật, để nghiên cứu hành vi của electron trong các mô hình đơn giản hóa có liên quan đến vật liệu siêu dẫn.
Những gì được công bố
Trọng tâm của hợp tác là mô hình Fermi–Hubbard, một khuôn khổ tiêu chuẩn để nghiên cứu các electron tương tác. Theo thông báo, hai bên muốn khảo sát các cơ chế vật lý gắn với hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao và đánh giá những điểm mà điện toán lượng tử có thể hữu ích cho công việc này.
GE Vernova tiếp cận chủ đề này từ góc độ năng lượng công nghiệp. Thông báo nêu ra các ứng dụng dài hạn tiềm năng, bao gồm máy phát điện nhẹ hơn, động cơ nhỏ gọn hơn, và hạ tầng điện có thể tải nhiều điện hơn trong không gian hạn chế đồng thời chịu lỗi tốt hơn. Thông báo cũng nhấn mạnh rằng vẫn còn những trở ngại thực tế lớn, bao gồm làm mát, sản xuất, hiệu năng vật liệu và chi phí.
Jonathan Owens, nhà khoa học cấp cao về vật lý vật liệu tính toán tại GE Vernova, cho biết nỗ lực này nhằm khám phá các câu hỏi khó về vật liệu đồng thời xây dựng hiểu biết nội bộ về những điểm mà các phương pháp lượng tử có thể đóng góp.
Chi tiết kỹ thuật
Hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao rất khó mô hình hóa vì nó liên quan đến các electron tương tác mạnh, với hành vi tập thể khó nắm bắt bằng tính toán thông thường. Thông báo lưu ý rằng mô hình Fermi–Hubbard không mô tả đầy đủ các vật liệu công nghiệp, nhưng được sử dụng rộng rãi như một bối cảnh rút gọn để nghiên cứu vật lý nền tảng.
Quantinuum cho biết công việc này sẽ dựa trên các kết quả trước đó từ chính các nhà nghiên cứu của hãng, những người đã đo các tương quan bắt cặp siêu dẫn trong các mô hình Fermi–Hubbard chạy trên Helios, bao gồm cả bắt cặp sóng s và sóng d. Theo cách diễn giải của công ty, các thí nghiệm đó cho thấy khả năng chuẩn bị và khảo sát các trạng thái lượng tử có liên quan đến nghiên cứu siêu dẫn.
Nghiên cứu sẽ sử dụng hệ sinh thái full-stack của Quantinuum, bao gồm quyền truy cập Helios qua đám mây và môi trường phần mềm Nexus. Thông báo mô tả Nexus là một nền tảng thống nhất kết nối phần cứng và các công cụ phần mềm để phát triển và thực thi ứng dụng.
Quantinuum cũng gọi Helios là “máy tính lượng tử chính xác nhất thế giới”, một tuyên bố mà hãng cho biết dựa trên độ trung thực của cổng hai qubit tính đến ngày 31 tháng 12 năm 2025.
Vì sao điều này quan trọng
Thông báo này phản ánh một mô thức quen thuộc trong điện toán lượng tử: dùng một bài toán mô hình đơn giản hóa nhưng có tầm quan trọng khoa học như một cầu nối giữa năng lực phần cứng và mức độ liên quan trong công nghiệp. Siêu dẫn là một ứng viên tự nhiên vì vẫn còn nhiều điểm chưa được giải quyết về mặt khoa học trong các miền quan trọng, trong khi các hệ quả thực tiễn của nó đối với thiết bị điện lại dễ diễn giải.
Với GE Vernova, sự hợp tác này dường như nhằm xây dựng năng lực nhiều không kém việc phát triển sản phẩm ngay lập tức. Thông báo cho biết công ty trước đây đã công bố nghiên cứu về các thuật toán lượng tử cho vật liệu thu giữ carbon bằng cách sử dụng các bộ xử lý lượng tử mô phỏng, và giới thiệu chương trình mới như một sự mở rộng sang một lĩnh vực khác của nghiên cứu vật liệu.
Với Quantinuum, quan hệ đối tác này mang lại một trường hợp thử nghiệm công nghiệp cho mô phỏng lượng tử, một lĩnh vực thường được xem là rất phù hợp về dài hạn với phần cứng lượng tử.
Điều cần theo dõi
Câu hỏi then chốt sẽ là liệu sự hợp tác này có tạo ra những hiểu biết vượt ra ngoài các mô phỏng mang tính chứng minh khái niệm hay không. Thông báo tỏ ra thận trọng ở điểm này: việc chuyển hóa kết quả từ các mô hình đơn giản hóa sang vật liệu thực tế sẽ đòi hỏi nỗ lực khoa học và kỹ thuật bền bỉ.
Sự thận trọng đó là quan trọng. Hai bên không tuyên bố tạo ra một chất siêu dẫn mới hay một thiết bị năng lượng thương mại trong tương lai gần. Thay vào đó, họ định vị dự án này như một nỗ lực kết nối các phương pháp điện toán lượng tử với những câu hỏi về vật liệu có liên quan tới công nghiệp, sử dụng một mô hình lý thuyết đã được thiết lập vững chắc làm điểm khởi đầu.
Nguồn
Các thông tin trên trang này được tổng hợp từ các nguồn dưới đây, do DesignQuantum truy xuất.