IBM联手橡树岭与克利夫兰诊所，首次在量子计算机上完成聚变材料计算

7月7日，IBM宣布，联合橡树岭国家实验室与克利夫兰诊所，首次在量子计算机上成功实现了聚变材料的关键计算。研究团队计算出了一种具有应用前景的核聚变燃料生产材料的九种分子构型，这标志着量子计算在能源科学领域的又一次实质性突破。

此次计算聚焦于含氟、锂、铍的液态熔盐（FLiBe）——这是核聚变反应堆中提取氚燃料的首选候选材料之一。氚在自然界中极为罕见，但对于目前大多数聚变装置设计而言，它是生产核聚变能的必需品。优化氚的生产与提取效率，被视为推动聚变能实用化的关键环节之一。

研究团队采用了以量子为中心的超级计算技术，以计算FLiBe簇的不同分子构型。据IBM官方介绍，若仅依靠经典计算机来完成此次论文中展示的计算工作，在算力扩展上将面临巨大挑战。而量子计算机凭借其在原子级化学性质模拟上的先天优势，为这一复杂问题提供了可行的求解路径。

“由IBM制造、并借助人工智能和百亿亿次级（exascale）计算增强的量子计算机是关键工具，”研究人员表示，“它们加快了科研探索与设计周期，为聚变反应堆生产充足的氚燃料提供了保障。”

从材料计算到聚变燃料提取，量子计算机正在逐步走出实验室理论阶段，介入更具现实意义的能源工程问题。此次IBM与国家级实验室及医疗科研机构的跨界合作，既验证了量子计算在特定材料科学问题上的实用价值，也为量子计算在清洁能源领域的进一步应用铺垫了基础。