Girdaplı akışkanların kaotik dansı olan türbülans, uzun zamandır bilim insanlarını ve mühendisleri zorlamıştır. Kuantum hesaplamadan ilham alan yeni bir yaklaşım, bu olguyu tahmin etme ve anlama biçimimizde devrim yaratmayı vaat ediyor. Oxford ekibi tarafından geliştirilen bu atılım, daha verimli uçak tasarımlarına, iyileştirilmiş hava durumu modellemesine ve çeşitli endüstrilerde ilerlemelere yol açabilir.
Anahtar, kuantum çok cisim fiziğinden ödünç alınan bir hesaplama yapısı olan tensör ağlarını kullanmaktır. Bu yöntem, akışkan durumlarının karmaşık olasılık haritalarını basitleştirerek, bunları bir matematiksel nesne zincirine kodlar. Bu, simülasyonların çok daha az kaynakla çalışmasına olanak tanır ve daha önce bir süper bilgisayarda günler süren sonuçları tek bir CPU çekirdeğinde saatler içinde elde eder.
Önemli bir başarı, algoritmanın, kimyasalların akarken etkileşime girdiği reaktif türbülansı işleme yeteneğidir. Simülasyon, maddelerin nasıl karıştığını ve tepki verdiğini doğru bir şekilde izler ve potansiyel olarak daha iyi yanma modellerine ve geliştirilmiş endüstriyel kimyasal reaktörlere yol açar. Daha karmaşık sistemlere ölçeklendirmede zorluklar devam etse de, bu kuantumdan ilham alan yaklaşım, türbülans ve gerçek dünya etkileriyle mücadelede önemli bir adımı işaret ediyor.
Potansiyel uygulamalar geniştir ve akışkan dinamiğinin ötesinde kaosun hakim olduğu finans ve biyoloji gibi alanlara kadar uzanır. Hesaplama geliştikçe, özel donanım ve özel kuantum çipler bu simülasyonları daha da hızlandırabilir. Bu, daha doğru hava tahminlerinin, optimize edilmiş havacılık tasarımlarının ve daha temiz enerji çözümlerinin önünü açabilir ve akışkan davranışını tahmin etmeye ve kontrol etmeye dayanan endüstrileri etkileyebilir.