IBM(IBM)携手美国家实验室首次成功模拟核聚变核心材料 实现量子计算领域重大突破

（原标题：IBM(IBM)携手美国家实验室首次成功模拟核聚变核心材料 实现量子计算领域重大突破）

金吾财讯 | 科技巨头IBM(IBM)、美国橡树岭国家实验室(ORNL)以及克利夫兰诊所联合宣布达成一项里程碑式科研成果：研究团队利用量子计算机，首次成功计算出未来核聚变反应堆领先包层材料——FLiBe(一种含有氟、锂、铍的熔盐)的九种分子构型。这一科研成果已在arXiv上发表。值得一提的是，该项目属于美国能源部(DOE)“创世纪计划”的核心战略之一，旨在利用前沿计算技术攻克“氚(Tritium)提取”这一长期阻碍核聚变能源商业化的关键瓶颈。

作为优秀的氚增殖包层候选材料，FLiBe熔盐在反应堆内部极其严苛的高温、强中子辐射及高磁场环境下，其分子结构会发生剧烈的动态变化。传统的经典超级计算机在单独面对此类极复杂的材料电子结构与量子力学特性模拟时，往往受限于算力瓶颈，难以达到所需的精度，或者只能依赖成本高昂的物理实验。

为了打破这一僵局，IBM及其合作伙伴开创性地采用了以量子为中心的超级计算工作流。算力融合：将量子处理器(QPU)、经典中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)与人工智能(AI)深度融合。分工协作：将模拟过程中传统计算机难以处理的复杂量子电路拆分出来，交由量子计算机精确解析。成效显著：该技术成功解密了材料在分子层面如何与氚进行结合，揭示了以往无法观测的构型动态与结合机制，其精确度远超单一的经典计算模型。

据悉，该算法衍生自IBM此前与克利夫兰诊所联合开展的、包含12,635个原子的巨型蛋白质模拟技术。IBM量子超级计算首席技术官Jerry Chow表示，这一突破性的结果再次向科学界证明，量子计算已经成为化学、材料科学和工程学领域真正具备实用价值的科研工具。

研究团队指出，这一阶段性成果不仅为核聚变发电厂的材料优化奠定了坚实基础，更验证了量子计算在解决现实世界重大难题时的实用性。随着量子计算机的持续扩容，团队接下来的研发重点将放在缩短量子与经典资源之间的数据传输延迟上，并计划逐步扩大分子相互作用的模拟规模。长远来看，该团队希望未来能将这一标准工作流直接提供给整个核聚变清洁能源生态系统，帮助全球科研机构和企业自主设计、验证新一代的核聚变核心材料。