Showa Denko beschleunigt Suche nach optimaler Formulierung von Halbleitermaterialien mit Quantencomputertechnologie

TOKIO, 10. Februar 2022 – (ACN Newswire) – Showa Denko KK (SDK; TSE:4004) hat gezeigt, dass es möglich ist, die Zeit, die für die Suche nach optimalen Formulierungen von Halbleitermaterialien erforderlich ist, drastisch zu verkürzen, von mehreren Jahrzehnten auf mehrere zehn von Sekunden, mithilfe der Quantencomputertechnologie.

Halbleitermaterialien enthalten eine Vielzahl von Inhaltsstoffen wie Harze, Füllstoffe und Additive in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen; Durch die Optimierung dieser Formulierungen werden Hochleistungsmaterialien erhalten. Die theoretische Zahl der Kombinationen für das Entwicklungsthema, an dem wir arbeiten, ist jedoch enorm und übersteigt 10 hoch 50. Daher würde es Jahrzehnte dauern, alle möglichen Kombinationen dieser Inhaltsstoffe und ihrer Mischungsverhältnisse mit herkömmlichen Modellen der künstlichen Intelligenz (KI) zu untersuchen, und aus diesem Grund wurde nur ein Teil der theoretischen Kombinationen extrahiert, um nach der optimalen Kombination von Formulierungen zu suchen.

Um die für die Exploration erforderliche Zeit zu verkürzen, konzentrierten wir uns auf den Digital Annealer(1) von Fujitsu Ltd., die erste quanteninspirierte digitale Technologie(2). Um Digital Annealer nutzen zu können, ist eine Eingabe in Form eines Ising-Modells(3), einer Analysemethode der statistischen Mechanik, erforderlich. Es ist uns gelungen, ein ursprünglich entwickeltes KI-Modell, das in der Lage ist, die Eigenschaften von Halbleitermaterialien aus den komplexen Zusammensetzungsbedingungen von Materialien vorherzusagen, im Ising-Modell auszudrücken. Durch die Simulation des Ising-Modells auf Digital Annealer haben wir die erforderliche Erkundungszeit auf mehrere zehn Sekunden oder etwa 1/72,000 der Zeit reduziert, die herkömmliche KI-Modelle benötigen, die nach Bedingungen suchen, die Art und Umfang der Compoundierung einschränken. Darüber hinaus konnten wir eine Formel erhalten, die eine 30 % höhere Leistung als ein Halbleitermaterial erzielt.

In unserer „Langfristigen Vision für ein neu integriertes Unternehmen“ kündigte die Showa Denko Group an, dass sie sich der Forschung und Entwicklung von KI und Computational Science, dem Kern ihrer grundlegenden F&E-Aktivitäten, verschreiben werde. Die Ergebnisse dieser Entwicklung sind ein Beispiel für die Errungenschaften der F&E-Aktivitäten, die auf der Anwendung von „Chemistry to Think“ und „Chemistry to Formulate“ basieren, die beide vom Konzern als grundlegende Rahmenbedingungen für die technologische Entwicklung definiert wurden. Der Konzern wird diese Entwicklung auf verschiedene Materialien anwenden, seine Entwicklungsaktivitäten beschleunigen und Kunden Problemlösungen anbieten und so zu einer nachhaltigen Gesellschaft beitragen.

(1) Digital Annealer: Domänenspezifische Architektur (grundlegendes Computerdesign bestehend aus Speicher- und Rechenschaltungen), spezialisiert auf die Lösung rechenintensiver kombinatorischer Optimierungsprobleme. (https://www.fujitsu.com/global/services/business-services/digital-annealer/)
(2) Quanten-inspirierte Computertechnologie: Hochleistungs-Computertechnologie, die von der Quantentechnologie inspiriert ist, jedoch nicht direkt Quanteneffekte nutzt.
(3) Ising-Modell: Ein statistisch-mechanisches Modell zur Beschreibung des Verhaltens von Spins in magnetischen Materialien. Das Modell beschreibt die makroskopische Magnetisierung eines magnetischen Materials durch Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen den Spins und der Kopplung an das äußere Magnetfeld. Das Modell wird auf eine Vielzahl von Forschungsgebieten angewendet, einschließlich kombinatorischer Optimierungsprobleme.

Über Showa Denko KK

Showa Denko KK (SDK; TSE:4004, ADR:SHWDY) ist ein bedeutender Hersteller chemischer Produkte, die von der Schwerindustrie bis hin zu Computern und Elektronik dienen. Der Sektor Petrochemie bietet Crackerprodukte wie Ethylen und Propylen, der Sektor Chemie industrielle, hochleistungsfähige und hochreine Gase und Chemikalien für die Halbleiter- und andere Industrien, der Sektor Anorganika liefert keramische Produkte wie Aluminiumoxid, Schleifmittel, Feuerfestmaterial/Graphit Elektroden und feine Kohlenstoffprodukte. Der Aluminiumsektor bietet Aluminiummaterialien und Aluminium mit hoher Wertschöpfung, der Elektroniksektor liefert HD-Medien, Verbindungshalbleiter wie ultrahelle LEDs und magnetische Seltenerdlegierungen, und die Abteilung für fortschrittliche Batteriematerialien (ABM) stellt Lithium-Ionen bereit Batteriekomponenten. Für weitere Informationen, besuchen Sie bitte www.sdk.co.jp/english/.

Für weitere Informationen, kontaktieren Sie:
Showa Denko KK, Abteilung Markenkommunikation, Tel: 81-3-5470-3235

Copyright 2022 ACN Newswire. Alle Rechte vorbehalten. www.acnnewswire.comShowa Denko KK (SDK; TSE:4004) hat demonstriert, dass es möglich ist, die für die Suche nach der optimalen Formulierung von Halbleitermaterialien erforderliche Zeit von mehreren Jahrzehnten auf mehrere zehn Sekunden unter Verwendung von Quantencomputertechnologie erheblich zu verkürzen.

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• Quelle: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/72972/