Boeing получил грант ARPA-E на разработку квантовых методов моделирования коррозии

Корпорация Boeing получила грант в размере 2,5 млн долларов на разработку квантовых методов моделирования коррозии. Финансирование выделено в рамках программы Quantum Computing for Computational Chemistry (QC3) Агентства передовых исследовательских проектов в области энергетики (ARPA-E) Министерства энергетики США. Boeing стал единственной аэрокосмической компанией, отобранной в программе QC3.

Программа QC3

Программа QC3, анонсированная ARPA-E в октябре 2024 года, завершила отбор проектов в марте 2026 года и направлена на разработку квантовых алгоритмов для решения задач химии и материаловедения, выходящих за пределы возможностей классических вычислений. Общий бюджет программы — 37 млн долларов, распределённых между 10 проектами.

Областями применения, для которых программа должна обеспечить вычислительный прорыв, ARPA-E называет проектирование промышленных катализаторов, разработку новых материалов для сверхпроводящих линий электропередачи, создание химических составов для аккумуляторов следующего поколения, а также моделирование коррозионной кинетики для авиационных материалов. Базовый показатель эффективности, который должны продемонстрировать участники программы, — стократное превышение производительности по сравнению с современными классическими вычислительными методами.

По данным Chicago Quantum Exchange, пять из десяти отобранных проектов ведут компании-участники этого исследовательского консорциума, включая Boeing, Xanadu, PsiQuantum, Infleqtion и Quantinuum. На эту пятёрку приходится около 16 млн долларов из общего бюджета программы.

Проект QUICK: что планирует Boeing

Проект Boeing получил название QUICK — QUantum Innovation for Corrosion Kinetics («квантовые инновации для коррозионной кинетики»). Заявленная задача — оптимизация всей цепочки квантовых вычислений (от приложений до алгоритмов) и построение гибридного квантово-классического рабочего процесса для решения задач коррозионной кинетики. По условиям программы алгоритмы должны быть верифицированы на реальном квантовом оборудовании.

Прикладной выход, на который рассчитывает Boeing, — ускорение процесса поиска и проектирования новых коррозионностойких материалов и сокращение циклов разработки конструктивных элементов, чувствительных к коррозии. По заявлению Джея Лоуэлла, главного научного сотрудника Boeing Disruptive Computing, Networks & Sensors (подразделение по передовым вычислениям, сетям и сенсорам), компания намерена «продемонстрировать сегодняшние возможности и наметить путь к масштабированию для реального промышленного применения».

Экономический контекст

Прямая мотивация для развития новых методов борьбы с коррозией — её совокупная стоимость для мировой экономики. По оценке исследования IMPACT, проведённого NACE International (ныне AMPP) в 2016 году на основе данных 2013 года, годовые потери от коррозии во всех отраслях мирового хозяйства составляют около 2,5 трлн долларов, или порядка 3,4% мирового ВВП. По расчётам того же исследования, применение современных методов противокоррозионной защиты могло бы обеспечить экономию в размере 15–35% от этой суммы — то есть от 375 до 875 млрд долларов в год.

Авиационная промышленность — один из наиболее требовательных к точности коррозионного моделирования секторов. Сочетание циклических нагрузок, перепадов температур и давления, контакта с агрессивными средами и крайне жёстких требований к надёжности конструкций делает любое улучшение в прогнозировании коррозионного поведения материалов прямо важным для безопасности полётов и стоимости эксплуатации. Применение квантовых вычислений к этой задаче — направление, в котором аэрокосмическая отрасль до сих пор оставалась в стороне от ведущих корпоративных программ.