德國薩爾大學教授Wolfgang Maa?和德國人工智能研究中心的團隊正領導一項名為“Quasim”的項目，該項目旨在利用量子計算能力優(yōu)化金屬加工行業(yè)的生產流程，以實現高品質、無缺陷且尺寸精準的金屬部件制造。當前的傳統計算架構受限于計算時間和存儲限制，無法執(zhí)行某些高級模擬，而量子計算則有望突破這一瓶頸。
在航空發(fā)動機渦輪機葉片的精密銑削過程中，嚴格的加工策略至關重要，任何微小的誤差都可能導致昂貴的損失。同樣，激光切割金屬部件時，高溫可能導致不期望的金屬膨脹或機器故障，進而增加廢品率和降低生產效率。為了解決這些問題，研究團隊通過創(chuàng)建工件的數字孿生并在虛擬環(huán)境中進行高分辨率模擬，力求對整個生產過程進行精確優(yōu)化。
然而，生成此類高分辨率模擬所需的龐大數據量遠超現有傳統計算機系統的處理能力。這就是量子計算發(fā)揮作用之處。盡管成熟的量子計算機尚未出現，但在Quasim項目中，研究團隊已著手研發(fā)短期和長期解決方案，利用量子系統的潛力來提升制造場景中的模擬效果。
借助量子力學原理和基于量子的機器學習策略，研究者們正在加速解決復雜模擬中的算法問題，并嘗試將量子計算技術與傳統物理和材料科學模型相結合。通過對比和評估不同方案的有效性，團隊正在開發(fā)有望在未來得到實際應用的創(chuàng)新解決方案。目前，結合傳統模擬方法與量子技術和機器學習的混合模型已展現出***令人鼓舞的結果。
未來航空發(fā)動機制造商可能會利用基于量子計算機的模擬預測銑削過程中的葉片振動，從而設定更為精準的加工參數以消除加工誤差，大幅減少廢品率。同時，激光切割過程也能通過優(yōu)化的加工序列提供適宜的功率密度，確保生產出無損、尺寸精確的金屬部件。
該團隊近期將展示基于量子模擬的銑削和激光切割原型，展示其如何提升傳統制造工藝，縮短材料加工時間并提高產品質量。
文章出自百家號（全球前沿科學）
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