金吾財訊 | 科技巨頭IBM(IBM)、美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)以及克利夫蘭診所聯合宣佈達成一項里程碑式科研成果：研究團隊利用量子計算機，首次成功計算出未來核聚變反應堆領先包層材料——FLiBe(一種含有氟、鋰、鈹的熔鹽)的九種分子構型。這一科研成果已在arXiv上發表。值得一提的是，該項目屬於美國能源部(DOE)「創世紀計劃」的核心戰略之一，旨在利用前沿計算技術攻克「氚(Tritium)提取」這一長期阻礙核聚變能源商業化的關鍵瓶頸。作為優秀的氚增殖包層候選材料，FLiBe熔鹽在反應堆內部極其嚴苛的高溫、強中子輻射及高磁場環境下，其分子結構會發生劇烈的動態變化。傳統的經典超級計算機在單獨面對此類極複雜的材料電子結構與量子力學特性模擬時，往往受限於算力瓶頸，難以達到所需的精度，或者只能依賴成本高昂的物理實驗。為了打破這一僵局，IBM及其合作伙伴開創性地採用了以量子為中心的超級計算工作流。算力融合：將量子處理器(QPU)、經典中央處理器(CPU)和圖形處理器(GPU)與人工智能(AI)深度融合。分工協作：將模擬過程中傳統計算機難以處理的複雜量子電路拆分出來，交由量子計算機精確解析。成效顯著：該技術成功解密了材料在分子層面如何與氚進行結合，揭示了以往無法觀測的構型動態與結合機制，其精確度遠超單一的經典計算模型。據悉，該算法衍生自IBM此前與克利夫蘭診所聯合開展的、包含12,635個原子的巨型蛋白質模擬技術。IBM量子超級計算首席技術官Jerry Chow表示，這一突破性的結果再次向科學界證明，量子計算已經成為化學、材料科學和工程學領域真正具備實用價值的科研工具。研究團隊指出，這一階段性成果不僅為核聚變發電廠的材料優化奠定了堅實基礎，更驗證了量子計算在解決現實世界重大難題時的實用性。隨着量子計算機的持續擴容，團隊接下來的研發重點將放在縮短量子與經典資源之間的數據傳輸延遲上，並計劃逐步擴大分子相互作用的模擬規模。長遠來看，該團隊希望未來能將這一標準工作流直接提供給整個核聚變清潔能源生態系統，幫助全球科研機構和企業自主設計、驗證新一代的核聚變核心材料。