Aviación Digital, Sp.- Boeing y IBM Quantum han revelado un nuevo enfoque cuántico que podría revolucionar el diseño de componentes aeroespaciales. Los ingenieros de Boeing se enfrentan al desafío de diseñar materiales compuestos para aviones que sean fuertes, livianos y duraderos. Estos materiales están compuestos por miles de capas individuales que se ensamblan en ángulos específicos para proporcionar resistencia en todas las direcciones necesarias. El diseño de estos materiales compuestos es extremadamente complejo y requiere la solución de problemas computacionalmente intensivos.
Boeing actualmente divide los problemas de diseño de materiales compuestos en piezas más pequeñas que los supercomputadoras clásicas pueden manejar. Luego, combinan todos los resultados siguiendo reglas de diseño estrictas para obtener soluciones al problema completo. Si bien este enfoque es efectivo, lleva más tiempo, esfuerzo y dinero.
Aunque las computadoras cuánticas actuales aún no son lo suficientemente grandes como para diseñar completamente un ala de avión, los investigadores han logrado un avance importante. Han desarrollado un algoritmo cuántico que permite que un qubit maneje tres veces más información que un bit clásico, lo que aumenta significativamente la eficiencia de los cálculos. Han demostrado con éxito la resolución de un problema de optimización binaria en una computadora cuántica de IBM, estableciendo un récord.
«Estos nuevos métodos nos han permitido llegar mucho más lejos de lo que esperábamos cuando empezamos este proyecto. La solución parece estar más cerca de lo que esperábamos incluso hace un par de años «
Jay Lowell
Científico jefe del equipo de Computación Disruptiva y Redes de Boeing
Aunque todavía se necesitan varios años de trabajo antes de que Boeing pueda utilizar computadoras cuánticas en su proceso de diseño, este proyecto ha preparado a Boeing para enfrentar los desafíos cuánticos. La colaboración con IBM Quantum ha permitido a Boeing mejorar rápidamente sus habilidades internas y explorar nuevas formas de aprovechar la computación cuántica en la industria aeroespacial.
En el futuro, Boeing espera utilizar computadoras cuánticas para resolver problemas complejos de diseño de componentes aeroespaciales de manera más eficiente y rápida. Además, están considerando aplicar la computación cuántica al desarrollo de productos químicos avanzados resistentes a la corrosión para recubrir aviones. A medida que la fuerza laboral y las capacidades de las computadoras cuánticas de Boeing sigan creciendo, se espera que la compañía utilice cada vez más la resolución de problemas cuánticos en una variedad de desafíos de la industria aeroespacial.
¿En que consiste el enfoque cuántico en el diseño de materiales?
En el diseño de materiales, un enfoque cuántico implica utilizar los principios de la física cuántica para comprender y controlar las propiedades y comportamientos de los materiales a nivel atómico y molecular. Esto permite desarrollar materiales con propiedades mejoradas o personalizadas para satisfacer las necesidades específicas de diversas aplicaciones.
La mecánica cuántica proporciona una descripción fundamental de los electrones y sus interacciones en los átomos y moléculas. Con un enfoque cuántico, los investigadores pueden utilizar técnicas y herramientas, como cálculos de estructura electrónica, simulaciones de dinámica molecular y métodos cuánticos avanzados, para predecir y comprender las propiedades de los materiales a nivel microscópico.
Este enfoque permite diseñar materiales con características específicas, como mayor resistencia, conductividad eléctrica, capacidad de almacenamiento de energía, propiedades ópticas o magnéticas. Al comprender y manipular las propiedades cuánticas de los materiales, es posible descubrir nuevos materiales con propiedades revolucionarias o mejorar los existentes.
La aplicación de enfoques cuánticos en el diseño de materiales puede tener un impacto significativo en diversas industrias, como la electrónica, la energía, la medicina y la industria aeroespacial, al permitir el desarrollo de materiales más avanzados y eficientes.
