داخل "المغرفة الداخلية" لتكنولوجيا الكم: إعادة تدوير الكم والمعادن

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

يمكن أن تكون إعادة تدوير المعادن وسيلة لإعادة استخدام المعادن النادرة في أجهزتنا التقنية، ويمكن للحوسبة الكمومية أن تمنح هذه العملية ميزة.

By كينا هيوز كاسلبيري تم النشر في 20 أكتوبر 2023

في حين أن المناقشات حول الحوسبة الكمومية ركزت بشكل أساسي على التمويل أو الأمن السيبراني، فمن بين المجالات الأقل استكشافًا هو تأثيرها المحتمل على إعادة تدوير المعادن. المعادن مثل الكوبالت يتم استخدامها لإنشاء أجهزة اليوم، مثل الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. ومع ذلك، نظرًا لأنها نادرة ولها تاريخ في التنقيب عن المعادن بطريقة غير إنسانية، فإن العديد من الشركات تبحث في إعادة تدويرها من مصادر أخرى. قد تكون الحوسبة الكمومية قادرة على إعطاء ميزة في عملية إعادة التدوير، بدءًا من التحليل المعزز وحتى تحسين الموارد والطاقة بشكل أفضل.

مع استثمار الموارد مثل النفط أو الغاز الطبيعي في تعدين المعادن مثل الكوبالت والنيكل، أصبحت صناعة تعدين المعادن بأكملها ملوثة إلى حد ما، كما الجريان السطحي للمعادن السامة من النباتات تلوث الجداول والأنهار القريبة. إن استخدام برامج إعادة تدوير المعادن لا يساعد فقط في تقليل غير إنساني معالجة عمال مناجم المعادن (بعضهم مجرد مراهقين)، ولكنها تساعد أيضًا في جعل الممرات المائية آمنة للاستخدام مرة أخرى.

الحوسبة الكمومية والجزيئات المعدنية

في جوهرها، تستفيد الحوسبة الكمومية من مبادئ ميكانيكا الكم لحل المشكلات المعقدة بشكل أسرع بشكل كبير من أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. تم تعزيز تطبيق فوري واحد في إعادة تدوير المعادن تحليل المواد. يمكن للخوارزميات الكمومية تحليل تركيبة المعادن بدقة أكبر بكثير. يمكن أن يساعد ذلك في فصل المعادن بشكل أكثر فعالية والكشف عن الملوثات، مما يضمن درجة نقاء أعلى للمواد المعاد تدويرها.

بالفعل العديد من الشركات، مثل بولاريسقب or ريفرلين يقومون بتطوير طرق لتسخير الخوارزميات الكمومية للنمذجة الجزيئية. في حين تركز هذه الشركات أكثر على تصميم الأدوية، التكنولوجيا الخاصة بهم متعددة الاستخدامات بدرجة كافية بحيث يمكن تطبيقها في المستقبل على هذه الحاجة الأخرى المهمة جدًا.

تحسين طاقة وأدوات إعادة تدوير المعادن

عمليات إعادة تدوير المعادن، وخاصة الصهر، تستهلك الكثير من الطاقة. يمكن أن تلعب الحوسبة الكمومية دورًا في تحسين كفاءة الطاقة من هذه العمليات، مما قد يؤدي إلى تقليل البصمة الكربونية لمصانع إعادة التدوير. حاليا، تبحث الدراسات المختلفة تحسين ال قطاع الطاقة من خلال الاستفادة من قوة الخوارزميات الكمومية.

بالإضافة إلى ذلك، تعتمد مصانع إعادة التدوير الحديثة على الآلات التي تتعرض للتآكل. يمكن للصيانة التنبؤية، المدعومة بالحوسبة الكمومية، التنبؤ بأعطال محتملة في المعدات واقتراح التدخلات في الوقت المناسب. يمكن أن يؤدي ذلك إلى إطالة عمر المعدات وتقليل فترات التوقف عن العمل، الأمر الذي من شأنه أن يوفر للمحطات قدرًا كبيرًا من الوقت والمال على المدى الطويل.

في حين أن التأثير المباشر للحوسبة الكمومية على إعادة تدوير المعادن لا يزال في مرحلته الأولى، فإن التطبيقات المحتملة واضحة. ومن المهم التعامل مع هذا الأمر بتفاؤل مدروس. ومع تقدم التكنولوجيا الكمومية وأصبح الوصول إليها أكثر سهولة، فإن آثارها على صناعات مثل إعادة تدوير المعادن سوف تصبح أكثر وضوحا، مما يمهد الطريق لممارسات أكثر استدامة وكفاءة.

كينا هيوز-كاسلبيري هي كاتبة في Inside Quantum Technology و Science Communicator في JILA (شراكة بين جامعة كولورادو بولدر و NIST). تشمل إيقاعات كتابتها التكنولوجيا العميقة والحوسبة الكمومية والذكاء الاصطناعي. ظهرت أعمالها في Scientific American و New Scientist و Discover Magazine و Ars Technica والمزيد.