TRUMPF-주도 컨소시엄, 산업용 레이저 개발을 위한 양자 알고리즘 탐구

하이{0}}기술 제조업체인 TRUMPF는 양자 컴퓨터가 레이저 부문 전반에 걸쳐 모델링 워크플로를 재편성할 수 있는 프로젝트인 차세대 산업용 레이저 개발을 가속화할 수 있는지 조사하기 위한 연구 노력에 착수했습니다.

이 이니셔티브에는 산업용 레이저 엔지니어링, 반도체-레이저 시뮬레이션 및 양자{2}}기계 모델링 분야의 전문 지식을 결합한 독일{0}}조직 세 곳(TRUMPF, Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT 및 Dahlem Center for Complex Quantum Systems at Freie Universität Berlin)이 함께 모였습니다.

이 컨소시엄은 애플리케이션 지향 양자 정보학 프로그램을 통해 독일 연방 교육 연구부로부터 180만 유로의 자금을 지원받습니다.

오늘날의 산업용 레이저는 레이저 내부에서 빛이 생성되고 증폭되는 방식을 모델링하는 대규모 수치 시뮬레이션을 사용하여 설계되었습니다.{0}} 고성능 컴퓨팅의 발전에도 불구하고-이러한 계산 중 상당수는 여전히 계산 집약적입니다. TRUMPF-가 주도하는 이니셔티브는 양자 컴퓨터와 이를 위해 개발된 새로운 알고리즘이 이러한 양자 기계 상호 작용을 기존 방법보다 더 효율적으로 시뮬레이션할 수 있는지 확인하는 것을 목표로 합니다. 성공할 경우 이 접근 방식은 개발 주기를 단축하고 차세대 레이저 설계를 보다 정밀하게 최적화할 수 있습니다.-

TRUMPF에서 프로젝트를 이끄는 Daniel Basilewitsch는 "레이저 광을 생성하고 증폭하는 데 관련된 물리적 프로세스를 보다 정확하게 이해한다면 제품의 효율성을 더욱 높이고 성능을 향상시킬 수 있을 것입니다"라고 말했습니다.

주요 과제는 양자 컴퓨터가 처리할 수 있는 방식으로 CO2 레이저 내부의 에너지{0}}전달 프로세스를 다시 작성하는 것입니다.

컨소시엄은 처음에는 산업 제조, 감지 및 광통신에 널리 사용되는 두 가지 플랫폼인 CO2 레이저와 반도체 레이저에 집중할 것입니다. Fraunhofer ILT는-반도체 레이저 시뮬레이션에 대한 오랜 전문 지식을 보유하고 있으며, 베를린의 연구원들은 분자 충돌 및 기타 복잡한 양자 프로세스 모델링에 대한 경험을 제공할 것입니다. TRUMPF는 최초의 양자 알고리즘을 개발하고 연구를 안내하는 산업적 맥락을 제공할 것입니다.

프로젝트의 중요한 부분은 기존의 클래식 모델을 초기 양자 프로세서에서 실행할 수 있는 버전으로 변환하는 것입니다. 팀은 예비 양자 시뮬레이션 방법을 테스트하고 이를 확립된 고성능 컴퓨팅 접근 방식의 방법과 직접 비교할 것입니다.- Freie Universität Berlin의 Christiane Koch에 따르면 핵심 과제는 CO2 레이저 내부의 에너지 전달 프로세스를 양자 컴퓨터가 처리할 수 있는 방식으로 다시 작성하는 것입니다. 이것이 작동한다면 미래의 레이저 아키텍처를 안내하고 CO2 레이저가 필수적인 역할을 하는 반도체 제조와 같은 에너지 집약적 부문에서 지속 가능성 노력을 지원할 수도 있습니다.{5}}

대규모-양자 컴퓨터는 아직 몇 년 남았지만 컨소시엄 파트너는 이 작업을 장기적인 역량에 대한 투자로 보고 있습니다.- Basilewitsch는 보도 자료에서 "양자 컴퓨터가 미래에 산업에서 사용될 수 있도록 오늘의 전문 지식을 구축하는 것이 중요합니다"라고 말했습니다.