Kiemelt kép: Envato Elements
Államok és nagyvállalatok folyamatosan tesznek az üvegházhatású gázok kibocsátását csökkentő vállalásokat, egyes országok és cégek 2035-ig vagy legkésőbb 2050-ig meg kívánják valósítani a teljes karbon-semlegességet, és véglegesen átállnának megújuló energiaforrásokra. A környezetszennyezés tempója azonban a vállalások ellenére sem csökken, az éghajlatváltozást bőrünkön érezzük, és nem állunk távol attól a ponttól, hogy már ne változásról, hanem egyenesen klímakatasztrófáról beszéljünk, mint ahogy többen teszik ma is.
Az atmoszférában lévő széndioxid mennyisége ugyanis napról napra növekszik, és a csökkenésnek semmi jelét nem látni, nem tűnik úgy, hogy bármi is lassítaná a negatív folyamatokat. Földi civilizációnk sajnos túlzott mennyiségben függ a fosszilis tüzelőanyagoktól, és még ha alternatív megoldásokkal tudjuk is helyettesíteni azokat, a kár már megtörtént. Ha nem leszünk képesek minimalizálni, eltüntetni a légköri széndioxidot, súlyos évtizedek, és még sokkal súlyosabb évszázadok várhatnak az emberiségre.
A remény algoritmusa
A széndioxid megkötése, leválasztása az egyik potenciális megoldás. Kivonnánk a levegőből, és folyamatos tárolásával visszafordíthatnánk a klímaváltozást. Ez nagyon jól hangzik, csakhogy a széndioxid-leválasztási technológiák elméletileg ugyan léteznek, de gyakorlati megvalósításuk jelenleg nagyon gyerekcipőben topog még.
Legígéretesebbnek a széndioxidot kémiailag megkötő amin vegyületek egyik osztálya tűnik. A tervekben a hatékonyság az egyik főszempont, és ha még eredményesebb vegyületeket sikerülne azonosítani, akár további többmilliárd tonna széndioxidot lehetne hatástalanítani.
Széndioxid az atmoszférában (Kép: Envato Elements)
Az Egyesült Államok Nemzeti Energiatechnológia Laboratóriuma és a Kentucky Egyetem tudósai az amin reakcióit kvantumszámítással vizsgáló algoritmust fejlesztettek. Tehát a születőben lévő gyakorlati alkalmazásra váró kutatási területet a jövőtechnológia egyik nagy ígéretével, a kvantumgépekkel kötnék össze. El is mondták, hogy az algoritmus futtatható mostani kvantumkomputereken, és szinte biztos, hogy a módszerrel gyorsabban azonosíthatók az eddig ismerteknél is hasznosabb amin-vegyületek.
A kutatást bemutató tanulmány egyik szerzője, Qing Shao elégedetlen a széndioxid-leválasztáshoz jelenleg használt amin-molekulákkal. „Újat kell találnunk, de ha a teszteléshez hagyományos számítógépes erőforrásokat használunk, rengeteg számítást kell elvégezni hozzá. A többezer molekulát és szerkezetet átvizsgáló algoritmus a nagy reményünk” – jelentette ki.
Csak kvantumszámítógép oldhatja meg a problémát
A vegyi reakciókat szimuláló bármilyen algoritmusnak figyelembe kell vennie az érintett összes atompár közötti interakciókat. Ez azért fontos, mert még a legegyszerűbb háromatomos molekulák, mint például a széndioxid és a legegyszerűbb amin, a négyatomos ammónia összekapcsolódása is többszáz atomok közötti interakciót eredményez.
Ipari légszennyezés (Kép: Envato Elements)
Hagyományos számítógépek nagyon nehezen, vagy egyáltalán nem birkóznak meg az ilyen típusú problémákkal, ezzel szemben kvantumkomputerek kiválóan teljesítik ezeket a feladatokat. Elvileg legalábbis, mert mai legfejlettebb állapotukban sem elég masszívak ahhoz, hogy közvetlenül kezeljék az ilyen léptékű szimulációkat.
De pont itt jön képbe az új algoritmus, amely viszont lehetővé teszi, hogy ne a valamikori ködös jövő szupermasinái, hanem a ma kvantumszámítógépei végezzék el a feladatot. Biztosítja számukra nagyobb molekulák és komplexebb reakciók a széndioxid-leválasztás szempontjából életbevágó elemzését. Ha a kutatók sikerrel járnak egy eddig lényegében csak elméletben létező megoldást hasznosítanak a gyakorlatban, és közelebb kerülünk a klímakatasztrófa elodázásához.