USA Rare Earth ร่วมมือกับบริษัทควอนตัมคอมพิวเตอร์ของฝรั่งเศส พัฒนาเทคโนโลยีแยกธาตุหายากที่มีประสิทธิภาพสูง

USA Rare Earth จับมือกับ Pasqal บริษัทควอนตัมคอมพิวเตอร์ของฝรั่งเศส และ Riven Systems ผู้เชี่ยวชาญด้านปัญญาประดิษฐ์อุตสาหกรรม เพื่อพัฒนาวิธีการแยกธาตุหายากให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โครงการดังกล่าวประกาศเมื่อวันที่ 17 กันยายน จะใช้ควอนตัมแมชชีนเลิร์นนิงและการทดลองในห้องปฏิบัติการอัตโนมัติ เพื่อระบุโมเลกุลที่จับกับธาตุหายากได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น บริษัททั้งหลายหวังว่าวิธีการนี้จะทำให้สามารถดำเนินงานโรงงานแปรรูปขนาดเล็กได้ ซึ่งจะใช้พลังงานน้อยลงและลดต้นทุนการดำเนินงาน โครงการนี้มุ่งเจาะช่องว่างสำคัญในกระบวนการแปรรูป ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนวัสดุผสมให้เป็นออกไซด์แยกแต่ละชนิด ซึ่งถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตขั้นสูงและอุตสาหกรรมเชิงยุทธศาสตร์อื่น ๆ

จีนครองความเป็นผู้นำในขั้นตอนของห่วงโซ่อุปทานนี้ในปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านธาตุหายากหนัก เช่น นีโอดิเมียม เออร์เบียม และอิตเทรียม

บริบททางเทคนิคของแผนความร่วมมือ

Alex Moyes รองประธานอาวุโสฝ่ายปฏิบัติการต้นน้ำของ USA Rare Earth กล่าวว่า "ความท้าทายหลักของอุตสาหกรรมธาตุหายากนอกเอเชียคือการแยกแร่คาร์บอเนตธาตุหายากผสม (MREC) ที่ผลิตจากการดำเนินงานต้นน้ำ ให้เป็นออกไซด์แยกแต่ละชนิด" แผนของพันธมิตรจะไม่พึ่งพาการทดสอบแบบลองผิดลองถูกที่ใช้เวลานานเป็นหลักอีกต่อไป แต่จะสร้างระบบที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลเพื่อค้นหาสารสกัด โมเลกุลทางเคมีเหล่านี้จะจับกับธาตุหายากบางชนิดอย่างเจาะจงระหว่างกระบวนการแปรรูป ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถแยกออกจากวัตถุดิบผสมได้

สารสกัดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสามารถลดจำนวนขั้นตอนการแปรรูป ปริมาณอุปกรณ์ และวัตถุดิบที่ต้องใช้ USA Rare Earth ระบุว่า สิ่งนี้จะช่วยลดต้นทุนด้านเงินทุนและการดำเนินงานของโรงงานในอนาคต พร้อมทั้งลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

การทดลองอัตโนมัติในห้องปฏิบัติการ

ตามแผนการ Riven Systems จะใช้ห้องปฏิบัติการแยกแร่แบบขับเคลื่อนอัตโนมัติของตนเองเพื่อทำการทดลองนับพันรายการ ข้อมูลทางเคมีที่ได้จะถูกนำไปใช้ฝึกโมเดลแมชชีนเลิร์นนิง เพื่อทำนายระดับการจับแบบเลือกสรรของสารสกัดต่าง ๆ กับธาตุหายาก Pasqal จะใช้หน่วยประมวลผลควอนตัมอะตอมเป็นกลางของตน เพื่อเปรียบเทียบโมเดลควอนตัมแมชชีนเลิร์นนิงกับโมเดลที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก ผลการวิจัยเหล่านี้จะช่วยให้ USA Rare Earth ระบุสารสกัดที่มีแนวโน้มดีเพื่อทำการทดสอบเพิ่มเติม

"วัสดุธาตุหายากมีความสำคัญอย่างยิ่ง ผลกระทบจากการปรับปรุงวิธีการแปรรูปนั้นกว้างไกลเกินกว่าอุตสาหกรรมใดอุตสาหกรรมเดียว" Wasiq Bokhari ประธานเจ้าหน้าที่บริหารของ Pasqal กล่าว

การทดลองเหล่านี้จะมุ่งเน้นไปที่วัสดุที่ USA Rare Earth คาดว่าจะแปรรูป รวมถึงวัตถุดิบจากแหล่งแร่ Round Top ในเมือง Sierra Blanca รัฐเท็กซัส แร่คาร์บอเนตธาตุหายากผสมจากบุคคลที่สาม และเศษที่ได้จากกระบวนการผลิตแม่เหล็ก (เรียกว่า swarf) โครงการแมชชีนเลิร์นนิงในเบื้องต้นอาจพัฒนาไปสู่กระบวนการค้นหาสารสกัดแบบบูรณาการ ครอบคลุมตั้งแต่การสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ การทดลองอัตโนมัติ ไปจนถึงการตรวจสอบทางกายภาพ ในระบบนี้ โมเดลควอนตัมแมชชีนเลิร์นนิงของ Pasqal จะระบุโมเลกุลที่มีศักยภาพสูง ก่อนที่ Riven จะทดสอบโมเลกุลเหล่านั้นในห้องปฏิบัติการอัตโนมัติของตน

ตัวเลือกที่มีศักยภาพมากที่สุดจะถูกตรวจสอบความถูกต้อง ณ สถานีวิจัยและพัฒนาของ USA Rare Earth ในเมือง Wheat Ridge รัฐโคโลราโด จากนั้นอาจถูกนำไปผนวกเข้ากับกระบวนการแปรรูปของบริษัท "ปัญญาประดิษฐ์และห้องปฏิบัติการอัตโนมัติคือ frontiers ถัดไปของการแปรรูปแร่สำคัญ" Dr. Orion Archer Cohen ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีและผู้ร่วมก่อตั้ง Riven Systems กล่าว

ความร่วมมือครั้งนี้ผสานความเชี่ยวชาญด้านธาตุหายากและระบบอัตโนมัติของสหรัฐฯ เข้ากับเทคโนโลยีควอนตัมคอมพิวเตอร์ของฝรั่งเศส โดยมีเป้าหมายที่กว้างขึ้นเพื่อช่วยสร้างห่วงโซ่อุปทานวัสดุธาตุหายากของฝั่งตะวันตกให้มีประสิทธิภาพและสามารถแข่งขันได้มากยิ่งขึ้น

ยกระดับขีดความสามารถในการแข่งขันของห่วงโซ่อุปทานธาตุหายากทั่วโลก

สหรัฐฯ เผชิญกับการแข่งขันอย่างดุเดือดจากจีนในห่วงโซ่อุปทานธาตุหายาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตธาตุหายากหนัก ความร่วมมือนี้ไม่เพียงใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีควอนตัมคอมพิวเตอร์และปัญญาประดิษฐ์ แต่ยังพยายามเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดผ่านวิธีการที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล ซึ่งไม่เพียงช่วยลดต้นทุนการผลิต แต่ยังลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม อันเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสหรัฐฯ และพันธมิตรในการสร้างห่วงโซ่อุปทานวัสดุธาตุหายากที่สามารถแข่งขันได้มากขึ้น ท่ามกลางความต้องการวัสดุธาตุหายากที่เพิ่มสูงขึ้น ความสำเร็จของเทคโนโลยีนี้อาจเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ของตลาดโลก