Ein konzeptioneller Fortschritt, der Mikrorobotern Beine verleiht

Ein spannender Artikel erschienen in Nature, 530-531 (2020); doi: 10.1038/d41586-020-02421-2

Es wurden winzige Geräte entwickelt, die als Beine von lasergesteuerten Mikrorobotern fungieren können. Die Kompatibilität dieser Vorrichtungen mit mikroelektronischen Systemen legt einen Weg zur Massenproduktion von autonomen Mikrorobotern nahe.

Video auf Youtube https://youtu.be/8b_dMsYLkUs

1959 schlug der Nobelpreisträger und Nanotechnologie-Visionär Richard Feynman vor, dass es interessant wäre, "den Chirurgen zu schlucken" - d.h. einen winzigen Roboter zu bauen, der sich durch Blutgefäße bewegen könnte, um bei Bedarf Operationen durchzuführen. Diese ikonische Vorstellung von der Zukunft unterstrich die modernen Hoffnungen auf dem Gebiet der Robotik im Mikrometerbereich: autonome Geräte in Umgebungen einzusetzen, die ihre makroskopischen Gegenstücke nicht erreichen können. Der Bau solcher Roboter bringt jedoch mehrere Herausforderungen mit sich, darunter die offensichtliche Schwierigkeit, eine mikroskopisch kleine Lokomotive zusammenzubauen. In einem Artikel in Nature berichten Miskin et al. über elektrochemisch angetriebene Geräte, die lasergesteuerte Mikroroboter durch eine Flüssigkeit treiben und die sich leicht mit mikroelektronischen Komponenten integrieren lassen, um vollständig autonome Mikroroboter zu konstruieren.

Zwölf-Qubit-Quanten-Computing für die Chemie

Genaue elektronische Strukturberechnungen gelten als eine der am meisten erwarteten Anwendungen des Quantencomputers, der die theoretische Chemie und andere verwandte Gebiete revolutionieren wird. Mithilfe des Quantenprozessors Google Sycamore führten Google AI Quantum und Mitarbeiter eine Variational Quantum Eigenolver (VQE)-Simulation von zwei chemischen Problemen auf mittlerer Skala durch: die Bindungsenergie von Wasserstoffketten (so groß wie H12) und den Isomerisierungsmechanismus von Diazol (siehe die Perspektive von Yuan). Die Simulationen wurden an bis zu 12 Qubits mit bis zu 72 Zwei-Qubit-Gattern durchgeführt und zeigen, dass es möglich ist, chemische Genauigkeit zu erreichen, wenn VQE mit Strategien zur Fehlerminimierung kombiniert wird. Die Schlüsselbausteine des vorgeschlagenen VQE-Algorithmus sind potenziell auf größere Systeme skalierbar, die nicht klassisch simuliert werden können.

Science, S. 1084; siehe auch S. 1054