الحوسبة الكمومية تُمكّن تصنيع أشباه الموصلات: Xanadu وMitsubishi Chemical يتعاونان لتسريع تطوير مواد الليزر فوق البنفسجي (EUV)

إن التعاون الاستراتيجي بين Xanadu Quantum Technologies (XNDU) والعملاق الكيميائي الياباني ميتسوبيشي كيميكال (Mitsubishi Chemical) يمثل خطوة حاسمة في نقل تكنولوجيا الحوسبة الكمومية من النماذج النظرية إلى التطبيق العملي في عنق الزجاج الصناعي. ينصب التركيز الأساسي لهذا التعاون على استخدام خوارزميات الحوسبة الكمومية لحل إحدى أصعب المشكلات في تصنيع أشباه الموصلات، وهي مشكلة محاكاة المواد في عملية الحفر بالأشعة فوق البنفسجية القصوى (EUV).

تُعد عملية الحفر بالأشعة فوق البنفسجية القصوى حجر الزاوية لتحقيق صناعة أشباه الموصلات في الأجهزة المحمولة، والذكاء الاصطناعي، والرقائق الحاسوبية المتقدمة. ومع ذلك، فإن كفاءة عملية EUV محدودة بتأثيرات ميكانيكا الكم، وخاصة الظاهرة الغامضة الناتجة عن الإشعاع، والتي تشكل عنق زجاجة حسابي هائلاً في محاكاة الحواسيب الكلاسيكية. لقد أثبت التعاون بين Xanadu وميتسوبيشي كيميكال في المرحلة الأولى أن الخوارزميات الكمومية قادرة على محاكاة الخصائص البصرية المعقدة لمواد الحبر الضوئي في عملية الحفر بالأشعة فوق البنفسجية القصوى بدقة.

ستتجه المرحلة التالية من التعاون إلى مزيد من التقدم، بهدف بناء خط إنتاج برمجي للحوسبة الكمومية المتسامحة مع الأخطاء (FTQC). سيقوم هذا الخط بدمج معلمات المحاكاة الكمومية الخاصة بـ Xanadu ودمجها مباشرة في النماذج متعددة المقاييس لـ ميتسوبيشي كيميكال، وذلك للتنبؤ وتقييم درجة الغموض الناتج عن الإشعاع. الهدف النهائي ليس مجرد إجراء المحاكاة، بل تطوير سير عمل موجه صناعي يمكنه تصفية المواد شبه الموصلة الجديدة ذات الخصائص المقاومة للغموض، وبالتالي توفير حلول مواد مبتكرة وحاسمة لتصنيع أشباه الموصلات من الجيل القادم.

حصل هذا التعاون على دعم مشترك من برنامج المساعدة البحثية الصناعية الوطني الكندي (NRC IRAP) وخطة الابتكار الاستراتيجي اليابانية (SIP)، حيث قاد مشروع SIP من قبل معهد العلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة في اليابان (AIST) ومركز البحث العالمي للذكاء الاصطناعي الكمومي (G-QuAT). وهذا يدل على أن البلدين يشكلان نموذجًا تعاونيًا بحثيًا متكاملًا للغاية في مجالي الحوسبة الكمومية وعلوم المواد، بهدف تحويل أبحاث الحوسبة الكمومية الرائدة إلى نتائج صناعية ذات قيمة تجارية واضحة.

من منظور الارتقاء الصناعي، تتجاوز أهمية هذا التعاون مجرد التحقق من التكنولوجيا. إنه يجسد المسار المبتكر الذي تتبعه اليابان في دمج نقاط قوتها التقليدية (مثل المواد الكيميائية) مع التقنيات الرائدة (مثل الحوسبة الكمومية)، ويوفر نموذجًا لكيفية تعامل التصنيع الياباني مع تحديات علوم المواد الناجمة عن التطور المستمر في تكنولوجيا أشباه الموصلات العالمية. بالنسبة لسلسلة إمداد أشباه الموصلات العالمية، يعني هذا إمكانية إدخال الحوسبة الكمومية في اكتشاف المواد وتحسين العمليات، مما من المتوقع أن يقلل بشكل كبير من دورة تطوير المواد الجديدة، وقد يؤدي إلى ظهور عمليات تصنيع أشباه الموصلات من الجيل القادم ذات ميزة تنافسية من حيث التكلفة والقدرة.