Quantinuum und GE Vernova erforschen Hochtemperatur-Supraleitung mit Helios Trapped-Ion-Hardware

Der Trapped-Ion-Entwickler Quantinuum und das Advanced Research Center (ARC) von GE Vernova haben eine gemeinsame Forschungskollaboration gestartet, um die physikalischen Mechanismen zu modellieren, die der Hochtemperatur-Supraleitung (HTS) zugrunde liegen. Das gemeinsame Programm wird Fermi-Hubbard-Simulationen direkt auf Quantinuums Flaggschiff-Quantencomputer Helios über dessen cloudbasierte Entwicklungsumgebung Nexus ausführen. Dabei wird die Quantenzustandspräparation mit dem Fachwissen von GE Vernova in den Bereichen Materialphysik und netzweite Energieanlagen kombiniert.

Die Zusammenarbeit markiert eine operative Erweiterung der Strategie von GE Vernova in der computergestützten Chemie. Während Forscher von GE Vernova zuvor variationelle Quantenalgorithmen für Kohlenstoffdioxid-Abscheidungsmaterialien unter Verwendung von GPU-beschleunigten Zustandsvektor-Simulatoren benchmarkten, setzt diese Initiative physische QPU-Hardware ein, um stark korrelierte elektronische Strukturen anzugehen, die für die klassische Dichtefunktionaltheorie (DFT) und Mean-Field-Näherungen unlösbar bleiben.

Umgehung der Grenzen klassischer Solver für elektronische Strukturen

Hochtemperatur-Supraleiter – Materialien, die in der Lage sind, elektrischen Strom ohne Widerstand bei Temperaturen zu leiten, die über flüssigen Stickstoff (über 77 K) erreichbar sind – leiten ihre Eigenschaften von stark korrelierten Elektronenwechselwirkungen ab. Konventionelle computergestützte Ansätze wie die Dichtefunktionaltheorie (DFT) scheitern an der Vorhersage dieser makroskopischen Phasen, da Mean-Field-Näherungen die intensive Elektronen-Elektronen-Abstoßung und die das Gitter bestimmenden Quantenphasenübergänge nicht auflösen können.