קפיצה קוונטית: חוקרים גילו תגלית שתשנה את מדעי החומר

מדענים מאוניברסיטת סינגפור פיתחו טכניקת יצור חדשה שמתאפשרת הודות לבינה מלאכותית, אשר עשויה לשנות את הדרך בה אנו מבינים ומייצרים חומרים קוונטיים ברמה האטומית.

הבעיה המורכבת

הגשמתו של חומר קוונטי ברמה האטומית תמיד הייתה אתגר מדעי. למרות ההתקדמות הרבה בתהליכי סינתזת חומרים כאלו, הבעיה המרכזית הייתה יצירתם בצורה מדויקת ובקרה על התכונות של החומרים ברמה האטומית. החומרים החדשים שהתגלו, כמו ננו-גרפנים מגנטיים, מבטיחים שימושים שונים, במיוחד בתחום המחשוב הקוונטי והיצירה של קוד קוונטי, המרכיב את הלב של המחשבים הקוונטיים.

ההפתעה: כיצד הפיתוח הזה עובד?

החוקרים מאוניברסיטת סינגפור, בראשות הפרופסור לו ג'יאונג מהמחלקה לכימיה, השתמשו במיקרוסקופ סורק את הקטנה ובטכניקות למידה עמוקה כדי להצליח להניע את החומרים ברמת אטום אחד בלבד. הבינה המלאכותית שנכנסה לתמונה מאפשרת למנוע את השגיאות שעלולות להתרחש במהלך היצירה, על ידי שיפור הסינתזה וביצוע חישובים מדויקים שמאפשרים שליטה טובה יותר על התכונות של החומר.

ההתקדמות הקוונטית – CARP

החוקרים פיתחו את הקונספט החדש שנקרא CARP – סינתזה רובוטית על בסיס כימיה. מדובר בשיטה המשלבת את הידע בכימיה של חיישנים עם בינה מלאכותית, שמאפשרת ליצור ולהעריך חומרים ברמה האטומית. CARP משתמשת ברשתות נוירוניות עמוקות כדי לבצע את הסינתזה באופן אוטומטי, כך שבמקום להסתמך על כימאים, המחשב מבצע את המשימה בצורה מדויקת ומהירה. התוצאה: תהליך אוטומטי ומדויק יותר בהשוואה לעבודת אדם.

הסיכויים לפיתוחים עתידיים

בבדיקות שנעשו על תהליך סינתזת ננו-גרפנים מגנטיים, התוצאות הצביעו על כך ש-CARP יכולה לשפר את תהליך הפיתוח בצורה משמעותית. השיטה לא רק מספקת אפשרויות ליצירת חומרים חדשים, אלא גם יכולה להעניק הבנה מעמיקה יותר של התגובות המולקולריות ושיפור המהירות של תהליכים כימיים.

הפרופסור לו ציין: "המטרה שלנו היא לעבוד ברמה האטומית, ליצור ולשלוט בחומרים קוונטיים כך שנוכל להפעיל את היכולת הכימית בדיוק ובשליטה מירבית."

ההשלכות על מדעי החומר

הישג זה של החוקרים פותח את הדלת להתפתחות מדהימה בתחום מדעי החומר. אם השיטה החדשה תוכל להיבנות בצורה רחבה יותר ולהתאים לסוגים שונים של חומרים, היא עלולה להוות מהפכה בתחום הייצור והפיתוח של חומרים חדשים ושימושיים למגוון תחומים, כולל מחשוב קוונטי, אלקטרוניקה ותחומים אחרים שעשויים להתפתח על בסיס חומרים קוונטיים.

ההתקדמות הזו, בייחוד כאשר היא מבוססת על בינה מלאכותית, עשויה לשנות לא רק את תחום מדעי החומר אלא גם את הדרך בה אנו מבצעים חיפושים ותהליכים כימיים.