Wereldprimeur: kwantumcomputers lossen oude samengestelde puzzels op

ENGINEERINGNET.BE – Het zogenaamde ‘Stacking Sequence Recovery’ bepaalt de mechanische eigenschappen van het vezelversterkte composietmateriaal. Het is echter erg moeilijk om deze optimale volgorde van hoeken precies te bepalen.

Daarom past de TU Delft quantum computing toe om dit ‘stacking sequence recovery’-probleem op te lossen. Boyang Chen, universitair hoofddocent aan de TU Delft: “Momenteel berekenen we ‘Stacking Sequence Recovery’ (SSR) met klassieke computers en optimalisatie-algoritmen, zoals het genetische algoritme, dat de beste oplossing selecteert uit een reeks mogelijke oplossingen.”

‘Kwantumcomputers geven ons echter de mogelijkheid om veel meer hoeken en toestanden van stapelcombinaties tegelijkertijd waar te nemen. Net als de kat van Schrödinger in de kwantummechanica, waar de kat tegelijkertijd als levend en dood kan worden beschouwd, kunnen vezels tegelijkertijd naar meerdere hoeken gaan. ” De volgende stap van het team is het testen van hun methodologie op kwantumcomputers.

Vezelversterkte composietlaminaten zijn sterke, lichtgewicht materialen die kunnen worden gebruikt voor dragende constructies zoals vliegtuigrompen en -vleugels, windturbinebladen en autochassis. Het lagere gewicht van vliegtuigen en auto’s bespaart brandstof en dus uitstoot.

Lichtere windturbines zorgen voor een efficiëntere energieomzetting van wind naar elektriciteit. Daarom kan het oplossen van de SSR-puzzel bijdragen aan een duurzamere luchtvaart en transport en een efficiëntere opwekking van schone energie.

Chen: “Wij geloven dat de impact van ons onderzoek verder gaat dan alleen dragende constructies. Het kan worden toegepast op alle nieuwe gelaagde materialen waarbij de stapelvolgorde van ontwerpopties relevant is. Denk bijvoorbeeld aan gelaagde materialen in batterijen voor energieopwekking.”

Het onderzoeksteam werd onlangs geselecteerd als finalist in de Airbus-BMW Quantum Computing Challenge, een wedstrijd waaraan veel industriële teams en universiteiten deelnemen en die zich richt op kwantumtechnologieën voor industriële toepassingen en mobiliteit.

Het team is het enige universitaire team dat meedoet in de categorie Gouden Applicatie (de grenzen verleggen van kwantumtechnologie voor mobiliteit). Aan het eind van het jaar wordt de winnaar bekend gemaakt.