Квантовые алгоритмы помогут создать более стойкие покрытия для самолетов
Немецкие исследователи начали проект QPolyDeg, в котором квантовые алгоритмы используют для изучения разрушения полимерных покрытий под действием ультрафиолета. Цель — создать более стойкие покрытия для самолетов, автомобилей, мостов и других конструкций.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 6 мая. /Новости науки/. Немецкие ученые начали проект QPolyDeg, в рамках которого квантовые вычисления будут использовать для изучения разрушения полимерных покрытий под действием ультрафиолетового излучения. Такие покрытия применяют, в том числе, в авиации, автопроме и строительстве, сообщил Институт прикладной физики твердого тела Фраунгофера.
Проект “Quantum Computing for the Simulation of UV-Induced Polymer Degradation” стартовал 1 апреля 2026 года. В нем участвуют Институт прикладной физики твердого тела Фраунгофера IAF, Институт механики материалов Фраунгофера IWM, Capgemini Engineering Deutschland и HQS Quantum Simulations. Ассоциированными партнерами стали Airbus и Akzo Nobel N.V.
“Наша цель в проекте QPolyDeg — разработать квантовые алгоритмы для моделирования разрушения полимеров под действием ультрафиолета на примере промышленных авиационных покрытий”, — сказал руководитель проекта Вальтер Хан из Fraunhofer IAF.
Покрытия автомобилей, мостов и самолетов постоянно испытывают действие солнечного света. Для авиации эта проблема особенно важна, потому что на большой высоте ультрафиолетовое излучение сильнее. Оно повреждает полимеры — важную часть многих покрытий. В них могут рваться химические связи, разрушаться цепочки молекул и запускаться окисление.
На практике это приводит к пожелтению покрытия, потере блеска и хрупкости поверхности. В некоторых случаях повреждения могут затронуть и материал под покрытием. Из-за этого растут расходы на испытания, ремонт и обслуживание, а также появляются риски для безопасности.
Обычные вычислительные методы не всегда справляются с такой задачей. Причина в том, что при разрушении полимеров важную роль играют квантовые состояния электронов. Их сложно точно описывать на классических компьютерах, особенно если система большая и в ней много взаимосвязанных процессов.
В QPolyDeg исследователи хотят пройти весь путь от анализа разрушения полимеров до разработки квантовых алгоритмов и проверки их пригодности для промышленного применения. Capgemini будет изучать возможные типы разрушения полимеров и разрабатывать методы машинного обучения для прогноза таких процессов. HQS Quantum Simulations займется квантово-химическим анализом состояний молекул. Институты Фраунгофера будут рассчитывать основные и возбужденные состояния модельных систем с помощью разных квантовых алгоритмов.
Отдельное внимание уделят тому, можно ли выполнять такие алгоритмы на современных и будущих квантовых компьютерах. Fraunhofer IWM сосредоточится на алгоритмах, которые подходят для нынешнего квантового оборудования. Fraunhofer IAF будет развивать алгоритмы для более устойчивых квантовых компьютеров следующих поколений.
Проект финансирует Федеральное министерство исследований, технологий и космоса Германии. На три года выделено 2,4 млн евро. Исследователи рассчитывают, что результаты помогут быстрее создавать покрытия, которые дольше сохраняют свойства под действием солнца и внешней среды.
Проект “Quantum Computing for the Simulation of UV-Induced Polymer Degradation” стартовал 1 апреля 2026 года. В нем участвуют Институт прикладной физики твердого тела Фраунгофера IAF, Институт механики материалов Фраунгофера IWM, Capgemini Engineering Deutschland и HQS Quantum Simulations. Ассоциированными партнерами стали Airbus и Akzo Nobel N.V.
“Наша цель в проекте QPolyDeg — разработать квантовые алгоритмы для моделирования разрушения полимеров под действием ультрафиолета на примере промышленных авиационных покрытий”, — сказал руководитель проекта Вальтер Хан из Fraunhofer IAF.
Покрытия автомобилей, мостов и самолетов постоянно испытывают действие солнечного света. Для авиации эта проблема особенно важна, потому что на большой высоте ультрафиолетовое излучение сильнее. Оно повреждает полимеры — важную часть многих покрытий. В них могут рваться химические связи, разрушаться цепочки молекул и запускаться окисление.
На практике это приводит к пожелтению покрытия, потере блеска и хрупкости поверхности. В некоторых случаях повреждения могут затронуть и материал под покрытием. Из-за этого растут расходы на испытания, ремонт и обслуживание, а также появляются риски для безопасности.
Обычные вычислительные методы не всегда справляются с такой задачей. Причина в том, что при разрушении полимеров важную роль играют квантовые состояния электронов. Их сложно точно описывать на классических компьютерах, особенно если система большая и в ней много взаимосвязанных процессов.
В QPolyDeg исследователи хотят пройти весь путь от анализа разрушения полимеров до разработки квантовых алгоритмов и проверки их пригодности для промышленного применения. Capgemini будет изучать возможные типы разрушения полимеров и разрабатывать методы машинного обучения для прогноза таких процессов. HQS Quantum Simulations займется квантово-химическим анализом состояний молекул. Институты Фраунгофера будут рассчитывать основные и возбужденные состояния модельных систем с помощью разных квантовых алгоритмов.
Отдельное внимание уделят тому, можно ли выполнять такие алгоритмы на современных и будущих квантовых компьютерах. Fraunhofer IWM сосредоточится на алгоритмах, которые подходят для нынешнего квантового оборудования. Fraunhofer IAF будет развивать алгоритмы для более устойчивых квантовых компьютеров следующих поколений.
Проект финансирует Федеральное министерство исследований, технологий и космоса Германии. На три года выделено 2,4 млн евро. Исследователи рассчитывают, что результаты помогут быстрее создавать покрытия, которые дольше сохраняют свойства под действием солнца и внешней среды.