ทำความสะอาดชั้นบรรยากาศด้วยควอนตัมคอมพิวเตอร์

เทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนที่ใช้งานได้จริงยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา โดยเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือสารประกอบประเภทหนึ่งที่เรียกว่าเอมีนที่สามารถจับตัวทางเคมีกับคาร์บอนไดออกไซด์ได้ ใน AVS Quantum Science นักวิจัยใช้อัลกอริทึมเพื่อศึกษาปฏิกิริยาเอมีนผ่านคอมพิวเตอร์ควอนตัม ห้องโดยสารคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีอยู่ใช้อัลกอริทึมเพื่อค้นหาสารประกอบเอมีนที่เป็นประโยชน์สำหรับการดักจับคาร์บอนได้รวดเร็วยิ่งขึ้น วิเคราะห์โมเลกุลขนาดใหญ่ขึ้นและปฏิกิริยาที่ซับซ้อนกว่าที่คอมพิวเตอร์แบบเดิมทำได้ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นทุกวันโดยไม่มีทีท่าว่าจะหยุดหรือช้าลง อารยธรรมมากเกินไปขึ้นอยู่กับการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิล และแม้ว่าเราจะสามารถพัฒนาแหล่งพลังงานทดแทนได้ ความเสียหายส่วนใหญ่ก็ได้เกิดขึ้นแล้ว หากไม่มีการกำจัด ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่อยู่ในชั้นบรรยากาศจะยังคงสร้างความเสียหายต่อไปอีกนานหลายศตวรรษ ชั้นบรรยากาศ การดักจับคาร์บอนในชั้นบรรยากาศเป็นวิธีแก้ไขปัญหานี้ มันจะดึงคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศและเก็บไว้อย่างถาวรเพื่อย้อนกลับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนที่ใช้งานได้จริงยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา โดยเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือสารประกอบประเภทหนึ่งที่เรียกว่าเอมีนที่สามารถจับตัวทางเคมีกับคาร์บอนไดออกไซด์ได้ ประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญยิ่งในการออกแบบเหล่านี้ และการระบุสารประกอบที่ดีกว่าเล็กน้อยอาจนำไปสู่การดักจับคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มเติมหลายพันล้านตัน ในAVS Quantum Scienceโดย AIP Publishing นักวิจัยจาก National Energy Technology Laboratory และ University of Kentucky ได้ใช้อัลกอริทึมเพื่อศึกษาปฏิกิริยาเอมีนผ่านการคำนวณด้วยควอนตัม อัลกอริทึมสามารถทำงานบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีอยู่เพื่อค้นหาสารประกอบเอมีนที่มีประโยชน์สำหรับการดักจับคาร์บอนได้รวดเร็วยิ่งขึ้น "เราไม่พอใจกับโมเลกุลเอมีนในปัจจุบันที่เราใช้ในกระบวนการ [การดักจับคาร์บอน] นี้" ผู้เขียน Qing Shao กล่าว "เราสามารถลองหาโมเลกุลใหม่เพื่อทำมันได้ แต่ถ้าเราต้องการทดสอบโดยใช้ทรัพยากรการคำนวณแบบคลาสสิก มันจะเป็นการคำนวณที่แพงมาก ความหวังของเราคือการมีอัลกอริธึมที่รวดเร็วที่สามารถคัดกรองโมเลกุลและโครงสร้างใหม่นับพันได้ "