這種合作將使用量子計算使製造更具可持續性

O星期一，德國聚合物製造商科思創宣布與舊金山量子計算軟件開發商 QC Ware 簽訂為期 5 年的合作協議。 兩家公司將共同致力於開發量子計算算法，以改進科思創的製造工藝和材料。

“我們完全相信，量子計算技術將在未來給計算化學家帶來決定性的推動，”科思創集團創新主管 Torsten Heinemann 說道。

化學製造和材料科學是微觀系統的微觀變化會對宏觀發展產生重大影響的行業。 計算化學家努力定義微觀結構，例如太陽能電池板，一直到電子如何穿過它的水平。 基礎設施的細微變化可能意味著效率的百分比提高，太陽能發電廠每年可以多產生兆瓦的電力。 同樣，化學反應催化劑中的幾個分子差異可能意味著反應可以在低幾度的溫度下發生，這可以為製造商節省數千甚至數百萬美元的成本。

但這種化學的挑戰在於它必須在量子水平上完成，其中的數學非常複雜，即使是超級計算機也難以處理數字。 這就產生了一種權衡，即能夠及時設計材料或工藝意味著簡化數學模型和近似量子系統。 模型越簡單，計算機處理它的速度就越快，但代價是製造質量或效率。

這就是量子計算發揮作用的地方。由於這些系統利用量子過程來創造計算能力，因此它們具有無需近似即可模擬化學的潛力。 “量子化學在量子計算機上進行起來非常自然，”QC Ware 化學模擬主管（2015 年校友）Rob Parrish 解釋道。 福布斯 30 歲以下科學列表）。 “原因是你試圖在一個量子系統中製造另一個量子系統的分身。 所以它的地圖確實非常好。”

科思創和 QC Ware 在過去的一年里合作開發了一種概念驗證，用於對工業應用中產生分子的反應類型進行建模。 這項工作產生了兩篇論文，一篇展示了允許使用更少的量子計算資源進行模擬的新技術，另一篇開發了一種計算能量梯度的新方法。 製造商使用這些梯度來模擬有用的化學過程。

R現在帕里什說，現有的量子計算硬件無法運行兩家公司感興趣的一些大型模擬。 但此次合作的目的是讓軟件和算法為這一天做好準備。

“我們為此採取的舉措是：在五年內，將其部署在目前最好的近期量子計算機上，”他補充道。 “這裡面會有很多單獨的研究流。”

海涅曼解釋說，短期內，科思創希望將這些新技術應用到其依賴催化反應的化學製造工藝中，這應該更容易用目前正在開發的量子硬件進行模擬，預計將在幾年內推出。年。 通過改進這些類型的化學方法，科思創希望擁有一種更有效的工藝，產生更少的廢物。 “這意味著我們生產的產品的產量更高，化學反應質量更高，工廠的能源消耗更少，”他補充道。

科思創和 QC Ware 將研究的第二個項目是製造循環的可能性。 該公司預計全球將出台更多立法，使聚合物和其他材料能夠回收回原來的組件，而不是被傾倒在垃圾填埋場或焚燒。 “我們還認為量子計算可以成為關鍵的推動因素，”海涅曼說。

I從長遠來看兩家公司都相信，隨著量子計算硬件的成熟，它將能夠驅動更複雜的模擬，為產品製造創造新的可能性。 對於科思創來說，機會之一是可再生能源領域，量子計算可以幫助設計更好的太陽能電池板和電池系統。 對於 QC Ware 來說，這意味著開發可以出售給其他材料製造商的量子軟件和算法，並為藥物發現等其他應用提供基礎。

QC Ware 聯合創始人兼首席執行官表示：“我們達成了這種互惠互利的安排，他們可以加快量子信息和量子計算的發展速度，並且可以在內部使用該技術開發產品並銷往市場。”馬特·約翰遜。

“我認為與 QC Ware 的合作展示了全球網絡的研發工作方式，”Heineman 補充道。 “這意味著我們正在匯集正確的專業知識並調整我們的合作以推動共同目標。”