Tillverkningsbitar: 8 nov

Plasma FoU med kvantberäkning
Rigetti Computing, en utvecklare av kvantdatorer, har valts ut att leda ett kvantsimuleringsprojekt för utveckling av fusionsenergi.

Projektet tilldelades av Department of Energy (DoE). Enligt planen, Rigetti kommer att samarbeta med Lawrence Livermore National Laboratory och University of Southern California i ett treårigt projekt på 3.1 miljoner dollar som kommer att simulera plasmadynamik på Rigettis kvantdatorer.

Rigetti utvecklar en full-stack kvantdator. I traditionell datoranvändning lagras informationen i bitar, som kan vara antingen en "0" eller "1". Inom kvantberäkning, lagras informationen i kvantbitar, eller kvantbitar, som kan existera som en "0" eller "1" eller en kombination av båda. Superpositionstillståndet gör det möjligt för en kvantdator att utföra flera beräkningar samtidigt, vilket gör att den kan överträffa ett traditionellt system. Men tekniken står inför ett antal utmaningar, och många branschexperter tror att dessa system fortfarande är ett decennium från att vara praktiska.

Fusionsenergin är ännu längre ut. I flera år har företag, regeringar och universitet arbetat med fusionsenergi. Fusion, kärnreaktionen som driver solen och stjärnorna, är en potentiell källa till säker, icke-kolemitterande energi på jorden. Men att utveckla tekniken är utmanande. De flesta, om inte alla, ansträngningar har visat minimala resultat eller har misslyckats.

Rigetti och DOE tar ett nytt tillvägagångssätt. Under programmet kommer forskarna att tillämpa kvantinformationsvetenskap och kvantberäkningstekniker för fusionsenergi. Projektet syftar till att karakterisera kvantberäkningens förmåga att överträffa klassisk bearbetning för denna typ av applikation.

Ett resultat av detta projekt kommer att vara den första utforskningen av konstruerade multi-qubit-grindar och interaktioner för simulering av plasmadynamik på en kvantdator. Projektet kommer också att utveckla och tillämpa kontrollpulsteknik och dynamiska felundertryckningstekniker som förväntas möjliggöra långvariga simuleringar med högt effektivt grinddjup.

Finansieringen är en del av ett initiativ som sponsras av Office of Fusion Energy Sciences (FES) för att främja den vetenskapliga förståelsen av plasmafysik, vetenskapen som ligger till grund för fusionsenergi. Att utveckla de förutsägande kapaciteterna som behövs för att utveckla en hållbar energikälla från fusionsplasma kan driva fram tekniken.

"Jakten på fusionsenergi är ett av de mest utmanande programmen för vetenskaplig forskning och utveckling som någonsin har genomförts. Eftersom fusionsuppdraget är så beräkningsintensivt, kommer samarbetet med Rigetti att dra nytta av deras kvantberäkningsresurser för forskning som är utformad för att skapa en väg mot en säker, ren och miljömässigt hållbar framtid, säger Patricia Falcone, biträdande chef för vetenskap och teknik. vid Lawrence Livermore National Laboratory.

”Rigettis kvantdatorer är idealiska för den här typen av arbete där beräkningshastighet är den nuvarande flaskhalsen för framsteg. Genom att kombinera våra snabba supraledande kvantprocessorer med de högpresterande sambehandlings- och programmeringsmöjligheterna som finns tillgängliga på Rigetti Quantum Cloud Services, kan projektteamet närma sig de underliggande fusionsmodellerna med hjälp av kraftfulla funktioner som hybridkvantklassiska lösare och avancerade kompilatoroptimeringar, säger han. Matt Reagor, ingenjörschef för Rigetti.

Bättre logistik
Toppan och Sigma-i har påbörjat ett pilottestprogram som syftar till att använda kvantglödgning för att öka effektiviteten för logistiken.

Testet går ut på att tillämpa kvantglödgning på Toppans MITATE-teknologi, ett system som driver förbättrad effektivitet och synlighet inom logistikbranschen. Med hjälp av kvantglödgning kommer företagen att utöka MITATE-systemets planeringsfunktioner för att påskynda arbetsbelastningen för fordonstilldelning och leveransplanering inom logistik. Tekniken är beräknad till 2025.

Ett företag, D-Wave, har fått uppmärksamhet genom att använda kvantglödgning, en teknik som löser optimeringsproblem. Om du till exempel har problem med många kombinationer, söker ett kvantglödgningssystem efter det bästa av många möjliga kombinationer. Dessa förmågor har visats, åtminstone till viss del.

Tekniken skulle kunna tillämpas på logistik. Under åren har näthandeln och andra former av e-handel exploderat. Detta driver i sin tur på utbyggnaden av logistiken. Problemet är att logistikbranschen står inför en brist på arbetskraft, såsom lasthamnarbetare och fordonsförare. Försörjningskedjan blir också mer komplex.

AI och andra teknologier används för att optimera logistiksystemen, enligt Toppan. Men beräkning för leveransplanering tar tid "på grund av det stora antalet krav, såsom destination, lasttyp, specificerad ankomsttid och fordonets lastkapacitet", enligt Toppan.

Det är där quantum computing passar in. Toppan och Sigma-i lanserar ett pilottest för att utveckla ett leveransplaneringsoptimeringssystem som använder kvantglödgning till MITATE-systemet. MITATE är en molnbaserad tjänst som organiserar och integrerar komplicerade verksamhetsflöden. Detta lovar i sin tur att minska arbetsbelastningen för fordonstilldelning och leveransplanering, öka hastigheten och noggrannheten och förkorta leveranstiderna.

Toppan samarbetar med National Institute of Information and Communications Technology (NICT), QunaSys och ISARA om kvantberäkning. Detta projekt syftar till att ta fram och föreslå en specifik struktur och operativ ram för kvantsäkra molnteknologi.

Sigma-I, en startup från Tohoku University, har kvantberäkningsteknik. Det kommer att verifiera effektiviteten hos prototypleveransplaneringsverktyg som använder kvantdatorer som använder glödgningstekniker.

Bättre batterier
Toyota Motor har samarbetat med QunaSys i ett försök att hitta nya material för batterier i elfordon, enligt en rapport från Nikkei Asia och TechWire Asia. Företagen hoppas hitta nya material med hjälp av kvantberäkning.

Källa: https://semiengineering.com/manufacturing-bits-nov-8-2/