Sztuczna inteligencja (AI) i wysokowydajne przetwarzanie/superkomputery (HPC) pomagają naukowcom osiągać rezultaty, które byłyby bardzo trudne lub niemożliwe do osiągnięcia przy pomocy tradycyjnych technik komputerowych. Microsoft zaangażował się w wiele takich projektów. Jeden z nich, we współpracy z Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) w Richland, miał na celu zaprojektowanie lepszej, bardziej żywotnej baterii litowej.
AI przekształca każde zadanie kognitywne, które wykonujemy, od pisania e-maili, po rozwijanie oprogramowania. Od zarania cywilizacji odkrycie naukowe było ostatecznym zadaniem kognitywnym, dzięki któremu rozwijamy się i prosperujemy jako gatunek. Z tego powodu odkrycie naukowe ma prawdopodobnie największy wpływ i jest najbardziej ekscytującym sposobem użycia AI. Ogłaszamy, jak zespół Microsoft Quantum osiągnął duży kamień milowy na drodze do tej wizji, używając zaawansowanej sztucznej inteligencji, aby sprawdzić ponad 32 milionów kandydatów, by odkryć i zsyntetyzować nowy materiał, który ma potencjał [do stworzenia] lepszych baterii – to pierwszy rzeczywisty przykład z wielu, które zostaną zrealizowane w nowej erze odkryć naukowych, napędzanych przez AI.
— Dr. Nathan Baker, Product Leader w Azure Quantum Elements, Microsoft
Jako że chemia i badania materiałowe to dziedziny, w których komputery kwantowe mogą naprawdę się wykazać, Microsoft zaprojektował i wypuścił Azure Quantum Elements, produkt zbudowany specjalnie po to, aby przyspieszać odkrycia naukowe dzięki mocy AI, chmury obliczeniowej i – ostatecznie – pełnoskalowych komputerów kwantowych. Firma wykorzystała nowatorskie modele AI, by cyfrowo przeskanować ponad 32 mln potencjalnych kandydatów na materiał baterii, spośród których 500 tys. okazało się stabilnych. Wybór tego odpowiedniego przypominał zdaniem badaczy szukanie igły w stogu siana. Wcześniej wymagałoby to długotrwałych obliczeń HPC (high-performance computing) i kosztownych eksperymentów w laboratorium, które bez tych technologii musiałyby zaangażować wiele pokoleń badaczy.
Zespół Azure Quantum wraz z Wydziałem Energii PNNL zidentyfikowali nowy, nieznany wcześniej materiał, niewystępujący w przyrodzie, z dużym potencjałem dla zasobooszczędnych baterii. Naukowcom udało się go zsyntetyzować i zbudować działający prototyp, który demonstruje unikalne właściwości i może posłużyć jako zrównoważone rozwiązanie magazynowania energii. Używa on mniej litu niż inne materiały w tym przemyśle.
Jest to ważne z wielu powodów. Uważa się, że baterie półprzewodnikowe są bezpieczniejsze niż tradycyjne baterie litowe w postaci ciekłej lub żelowej i zapewniają większą gęstość energii. Lit jest już stosunkowo rzadki, a przez to drogi. Wydobywanie tego surowca jest problematyczne pod względem środowiskowym i geopolitycznym. Stworzenie baterii, która mogłaby zmniejszyć zapotrzebowanie na lit o około 70%, mogłoby przynieść ogromne korzyści dla środowiska, bezpieczeństwa i ekonomii.
— Dr. Nathan Baker, Product Leader w Azure Quantum Elements, Microsoft
Microsoft uważa, że dzięki osiągnięciom w AI w połączeniu z doświadczeniem naukowcom następne 250 lat innowacji w chemii i badaniach materiałowych zostanie skompresowane do 25 lat. Więcej na temat tego podejścia można przeczytać w tym artykule naukowym.
