来自橡树岭国家实验室、克利夫兰诊所和IBM的研究团队首次完成了聚变燃料材料，一种名为FLiBe的熔盐的量子计算，未来的核聚变反应堆将用它来生产自己的燃料。
这项研究以arXiv预印本形式发表，采用了一种称为量子中心超级计算的混合量子-经典方法，计算了FLiBe（氟、锂和铍的盐）的九种分子构型。量子电路处理了电子行为，原子间的键合和相互作用，这非常适合量子硬件，而经典计算机则完成了其余计算。
为什么FLiBe很重要
商业聚变能面临的最大工程挑战之一是氚稀缺。氚是氢的一种放射性同位素，是关键的聚变燃料，但在自然界中极为罕见。未来的聚变反应堆被设计为在围绕反应堆核心的熔盐”包层”内部生产自己的氚。FLiBe是该包层材料的主要候选者。
准确理解氚原子如何在原子水平上与FLiBe结合，对于优化反应堆设计和氚产率至关重要。在此之前，这些相互作用只能通过经典计算方法进行近似。
“这项工作建立在我们在大规模模拟复杂生物系统方面的进展之上，包括跨越12,635个原子的蛋白质，并将这些技术扩展到材料科学，”克利夫兰诊所的Kenneth Merz（该论文的通讯作者）表示。
技术方法
该团队使用了IBM的量子中心超级计算架构，该架构将量子处理器用于那些受益于量子优势的计算部分（电子关联和键合），并将经典超级计算机用于其余部分。相同的方法此前已应用于蛋白质模拟，现在正被改编用于材料科学。
IBM量子中心超级计算首席技术官Jerry Chow表示，这项工作表明”将量子、人工智能和经典计算结合起来，对于应对我们社会最基本的科学挑战至关重要。”
接下来的步骤包括减少量子处理器和经典处理器之间的数据传输时间，以及扩大可建模的分子系统规模。研究人员旨在使该工作流程可供聚变开发者用于他们自己的反应堆材料。
婷 翻译
Sources: Interesting Engineering (July 8); arXiv (2026)