Если ваш лазер ведёт себя как кот Шрёдингера — то ли усиливает, то ли шумит, — не пугайтесь: это не сбой, это стратегия. Немецкая Trumpf, чьи источники света работают в EUV‑сканерах ASML, решила спросить у квантовых компьютеров, как сделать CO2‑лазеры умнее, сильнее и экономичнее.

Компания объединилась с Fraunhofer ILT и Dahlem Center (Свободный университет Берлина), чтобы проверить простую, но дерзкую гипотезу: раз физика CO2‑лазеров до мозга костей квантовая — с колебательно‑вращательными уровнями, столкновениями молекул и хрупкой инверсией заселённости, — может, и считать её лучше на машинах, которые «думают» кубитами? Проект поддержан Министерством образования и научных исследований Германии на сумму около €1,8 млн и охватывает два направления: прикладную индустрию (включая источники для DUV/EUV‑литографии и кремниевую фотонику) и фундаментальные микроскопические модели.

Проблема классики банальна: чтобы честно описать многочастичную квантовую систему, память растёт экспоненциально. Суперкомпьютеры устают от такой диеты, сокращая углы и вводя приближения. Квантовые машины, напротив, естественно кодируют пространство состояний: n кубитов — 2^n амплитуд без гор слоёв DRAM. Отсюда надежда на точнее предсказания усиления, потерь и переноса энергии внутри смеси CO2.

Практика — скучная, но решающая. Исследователи переводят привычные описания кинетики и переноса энергии в формы, удобные для квантовых алгоритмов. Trumpf пишет первые версии и координирует испытания; ранняя цель — процессы, управляющие усилением CO2‑лазера, где важно понять, как энергия «перескакивает» между состояниями, чтобы выжать максимум света при меньших затратах.

Пока что это наука «на вырост»: сегодняшние квантовые компьютеры капризны и не готовы тянуть заводские расчёты. Поэтому команда бенчмаркует отдельные фрагменты моделей и накапливает ноу‑хау, чтобы завтра, с более зрелым железом, быстро ускориться. Дивиденды потенциальны и приятны: выше мощность, меньше потребление, компактнее корпуса, а заодно — ниже экологический след лазерных систем.

Если кратко, план прост: научить кубиты понимать молекулы — и тогда фотонам останется только светить ярче.