Chemieprofessor erhält 800.000-Dollar-Stipendium für die weitere Forschung zur Quantenarchitektur

Künste und Wissenschaften

Dr. Dmitri Babikov, Professor und Pfletschinger-Habermann Distinguished Chair of Chemistry am Klingler College of Arts and Sciences, hat von der National Science Foundation ein Stipendium in Höhe von 800.000 US-Dollar erhalten, um den Einsatz von Quantenarchitektur in chemischen und molekularen Simulationen zu untersuchen.

Das wichtigste wissenschaftliche Ziel dieses Forschungspreises besteht darin, zu erfahren, wie Quantenarchitekturen für die Simulation von molekulardynamischen Komponenten im Zusammenhang mit jedem computerchemischen Problem eingesetzt werden können, mit möglichen zukünftigen Anwendungen in der chemischen Dynamik, Materialwissenschaft und Arzneimittelentwicklung.

„Sowohl Quanten-Annealer (wie D-Wave) als auch Gate-basierte Quantencomputer (wie IBM Q) können für die Simulation molekulardynamischer Komponenten im Zusammenhang mit jedem computerchemischen Problem eingesetzt werden“, sagte Babikov. „Unser Team war eines der ersten, das Molekulardynamiksimulationen auf tatsächlicher Quantenhardware durchführte, und wir planen, eine Familie hybrider Algorithmen zu entwickeln und solche Berechnungen auf tatsächlicher Quantenhardware zu implementieren.“ Ziel ist es, die Quantenmolekulardynamikmodellierung in einem zeitabhängigen Rahmen durchzuführen und dabei Quantenanaloga von Methoden wie der Quantentrajektorie, der Pfadintegralmethode und der gemischten Quanten-/klassischen Theorie zu verwenden.“

Dieser Zuschuss wurde im Rahmen des Expanding Capacity in Quantum Information Science and Engineering (ExpandQISE)-Programms der NSF vergeben. Das ExpandQISE-Programm zielt darauf ab, die Forschungskapazität zu erhöhen und die Beteiligung an der Quanteninformationswissenschaft und -technik (QISE) und verwandten Disziplinen zu erweitern, indem ein diversifiziertes Investitionsportfolio in Forschung und Bildung geschaffen wird, das zu wissenschaftlichen und technischen Durchbrüchen führt und gleichzeitig eine Talentpipeline sichert Ein Bereich, in dem der Personalbedarf von Industrie, Regierung und Wissenschaft weiterhin größer ist als die verfügbaren Talente.

Babikov wird bei dem Projekt von Dr. Brian Kendrick, Forschungswissenschaftler am Los Alamos National Laboratory, unterstützt.

„Dies ist eine spannende Finanzierungsmöglichkeit für Dr. Babikov, um seine Spitzenforschung im Bereich der Quantenarchitektur fortzusetzen“, sagte Dr. Heidi Bostic, Dekanin des Klingler College of Arts and Sciences. „Er und Dr. Kendrick werden auch die Möglichkeit haben, die Ausbildungsmöglichkeiten für unsere Studenten im Bereich Quantencomputing durch die Entwicklung der ersten Einführungskurse in diesem Bereich bei Marquette sowie die einzigartige Lernerfahrung, die diese Partnerschaft am Los Alamos National bietet, drastisch zu erweitern.“ Labor. Dr. Babikov ist ein Beispiel für die Exzellenz unserer Hochschule in der interdisziplinären Arbeit.“

Babikov und Kendrick beabsichtigen, im Rahmen von drei parallelen Initiativen zu forschen:

Das ExpandQISE-Programm der NSF trägt dazu bei, eine enge Verbindung zwischen neuen Bemühungen und bestehender wirkungsvoller Arbeit in den Bereichen Forschung, Forschungsausbildung, Bildung, Öffentlichkeitsarbeit und Ausweitung der Beteiligung an den bestehenden QISE-Zentren aufzubauen und aufrechtzuerhalten. Im Einklang mit dem NSF-Ziel, die Beteiligung aller Mitglieder der Gesellschaft am wissenschaftlichen Unternehmen zu erhöhen, werden Institutionen aus EPSCoR-Jurisdiktionen und Institutionen, an denen mehr als 50 % der eingeschriebenen Studierenden aus Gruppen stammen, die derzeit in den Naturwissenschaften unterrepräsentiert sind, wie z. B. Minderheiten, berücksichtigt -betreuende Institutionen werden ausdrücklich zur Bewerbung aufgefordert.