Mit Quantencomputern gegen PFAS vorgehen

Von Chad Rigetti

Amerika steht vor einer stillen Krise der öffentlichen Gesundheit. Grund- und Trinkwasser im ganzen Land enthält einen hohen Gehalt an Per- und Polyfluoralkylsubstanzen, einer Klasse von mehr als 3500 Verbindungen, die als PFAS bekannt sind. Einige Standorte haben Konzentrationen, die 500-mal über den Sicherheitsrichtlinien des Bundes liegen.

PFAS-Verbindungen sind wasser-, fleck- und hitzebeständig. Sie werden in Verbraucher- und Industrieprodukten verwendet, von Feuerlöschmitteln bis hin zu Haushaltsartikeln wie Antihaft-Kochgeschirr und wasserfester Kleidung. Die gleichen chemischen Eigenschaften, die sie nützlich machen, machen es auch schwierig, sie zu erkennen und zu verhindern, dass sie abgebaut werden. Durch jahrzehntelange Anwendung und mangelndes Bewusstsein für ihre Auswirkungen hat sich PFAS in der Umwelt und in unserem Körper angesammelt. Die Exposition des Menschen gegenüber diesen Verbindungen wurde mit verzögertem Pubertätsbeginn, Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung, hohem Blutdruck während der Schwangerschaft, hohem Cholesterinspiegel, Nierenkrebs, Hodenkrebs, Colitis ulcerosa und Schilddrüsenerkrankungen in Verbindung gebracht.

Bundes- und Landesregierungen haben Hunderte von Millionen Dollar ausgegeben, um das volle Ausmaß der ökologischen und gesellschaftlichen Auswirkungen der PFAS-Kontamination zu verstehen. Selbst teilweise Aufräumarbeiten werden schätzungsweise viele Milliarden kosten. Es gibt keine klare langfristige Lösung.

Quantum Computing bietet uns zum ersten Mal eine praktikable Strategie, um dieses Problem anzugehen. Da Quantencomputer nach denselben Prinzipien arbeiten, die die Eigenschaften von Materialien und Chemikalien wie PFAS bestimmen, können sie ihr Verhalten wesentlich effizienter simulieren und verstehen. Diese einzigartigen Rechenfähigkeiten können verwendet werden, um die zugrunde liegenden chemischen und biochemischen Mechanismen zu verstehen, die zu Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit führen. kostengünstige Methoden zur Entfernung von PFAS aus unserem Körper und aus der Umwelt zu identifizieren; und sicherere Verbindungen mit ähnlichen Funktionalitäten zu entwickeln, um die wichtige Rolle von PFAS in Industrie- und Konsumgütern zu ersetzen.

Wie Albert Einstein berüchtigt sagte: "Wir können Probleme nicht mit der gleichen Denkweise lösen, mit der wir sie erstellt haben." Heute verfügen wir über Tools, mit denen wir dieses Problem beheben können. Wenn wir diese Gelegenheit nutzen, können wir die Welt wirklich in einem besseren Zustand verlassen, als wir es vorgefunden haben.