Naučnici su prvi put iskoristili kvantne superračunare kako bi otkrili važna hemijska svojstva materijala ključnog za proizvodnju goriva za nuklearnu fuziju.
Ovaj napredak predstavlja značajan korak prema razvoju fuzijske energije, koju mnogi smatraju budućnošću proizvodnje čiste električne energije, prenosi ScienceAlert.
Najveći problem je gorivo
Jedna od najvećih prepreka razvoju nuklearne fuzije jeste proizvodnja tricija, radioaktivnog izotopa vodika koji se koristi kao gorivo u većini planiranih fuzijskih reaktora zajedno s deuterijem.
Za razliku od deuterija, tricij se u prirodi pojavljuje u izuzetno malim količinama, zbog čega naučnici već godinama pokušavaju pronaći efikasan način njegove proizvodnje.
Kvantni računari u službi nauke
Istraživači iz Cleveland Clinic, Nacionalnog laboratorija Oak Ridge, IBM-ovog istraživačkog centra T.J. Watson i Univerziteta Michigan State koristili su napredne kvantne superračunare kako bi proučili materijal poznat kao FLiBe.
Riječ je o rastopljenoj soli sastavljenoj od litijevog i berilijevog fluorida, koja se smatra jednim od glavnih kandidata za proizvodnju tricija unutar budućih fuzijskih reaktora.
Pomoću kvantnih simulacija naučnici su identificirali devet različitih molekularnih konfiguracija ovog materijala, što bi moglo ubrzati razvoj efikasnijih metoda proizvodnje goriva.
Još nije konačno rješenje
Iako rezultati ulijevaju optimizam, istraživači naglašavaju da problem još nije riješen.
Za sada je riječ o računarskim simulacijama koje tek trebaju biti potvrđene laboratorijskim eksperimentima.
Međutim, novo istraživanje omogućilo je naučnicima da mnogo bolje razumiju elektronsku strukturu FLiBe-a, ponašanje atoma i način na koji nastaju veze unutar tricija.
To znači da će buduća istraživanja biti brža, preciznija i znatno jeftinija.
Budućnost fuzijske energije
"Kvantni računari postaju ključni alati za ubrzavanje istraživanja potrebnih za proizvodnju tricija u količinama dovoljnim za rad fuzijskih reaktora", rekao je računalni hemičar Tom Beck iz Nacionalnog laboratorija Oak Ridge.
Njegov kolega iz IBM-a Jerry Chow dodao je da rezultati predstavljaju još jedan dokaz kako kvantno računarstvo postaje praktičan alat za rješavanje problema koji decenijama predstavljaju izazov naučnicima.
Istraživanje je za sada objavljeno kao predispis na platformi arXiv, a stručnjaci vjeruju da bi ovakav pristup mogao ubrzati razvoj tehnologije koja bi jednog dana omogućila gotovo neiscrpan i čist izvor energije.