USA Rare Earth setzt auf KI und Quantencomputing für Seltenerd-Verarbeitung
Quantencomputing und KI sollen die Seltenerd-Verarbeitung revolutionieren und die Abhängigkeit von China reduzieren.
USA Rare Earth, das Quantencomputing-Unternehmen Pasqal und der KI-Spezialist Riven Systems haben eine strategische Partnerschaft geschlossen. Gemeinsam wollen sie Trenntechnologien der nächsten Generation für die Seltenerd-Wertschöpfungskette entwickeln. Das Projekt kombiniert quantenbasiertes maschinelles Lernen mit automatisierter Laborforschung, um neue Trennmoleküle zu identifizieren, die effektiver an Seltenen Erden binden als bestehende Alternativen.
Ziel ist der Bau kleinerer, kostengünstigerer und energieeffizienterer Aufbereitungsanlagen. Die Zusammenarbeit vereint US-amerikanische und französische Expertise in zwei strategisch wichtigen Sektoren – kritische Mineralien und Quantencomputing. Die Unternehmen wollen damit eine sicherere, effizientere und wettbewerbsfähigere westliche Lieferkette für Seltene Erden unterstützen.
Die größte Herausforderung der Branche
„Die größte Herausforderung für die Seltenerd-Industrie außerhalb Asiens besteht darin, das in Upstream-Prozessen produzierte gemischte Seltenerd-Carbonat (MREC) in einzelne, getrennte Oxide aufzuspalten“, sagt Alex Moyes, Senior Vice President Upstream bei USA Rare Earth. Chinesische Unternehmen dominieren diese Fähigkeit, insbesondere bei lebenswichtigen schweren Seltenen Erden wie Dysprosium, Terbium und Yttrium.
Die Partnerschaft verbindet Rivens selbstfahrendes Labor für die Mineraltrennung mit der Rechenleistung von Pasqals Quantencomputern und der Erfahrung von USA Rare Earth bei der Verarbeitung von Seltenen Erden. Im Rahmen des geplanten Projekts wird Riven Tausende automatisierte Experimente durchführen und die Trainingsdaten generieren, die erforderlich sind, um maschinelle Lernmodelle für die Selektivität von Extraktionsmitteln gegenüber Seltenen Erdelementen aufzubauen.
Die Quantenprozesseinheit (QPU) von Pasqal mit neutralen Atomen wird anschließend Quanten-Maschinenlernmodelle gegen klassisch computerbasierte Modelle benchmarken. Beide Modelle werden mit Daten aus dem autonomen Labor trainiert, um USA Rare Earth bei der Optimierung der Auswahl von Extraktionsmitteln zu unterstützen.
Innovativer Entdeckungsprozess
„Unser Ziel ist es, den Weg zu effizienten, wettbewerbsfähigen und nachhaltigen Lösungen zu beschleunigen, indem wir ändern, wie die Seltenerd-Industrie die Chemie entdeckt, auf der sie basiert, und jahrelanges Trial-and-Error ersetzen“, erklärt Moyes. Die strategische Partnerschaft etabliere einen innovativen Entdeckungsprozess, bei dem neue Extraktionsmoleküle identifiziert und virtuell getestet werden, unterstützt von einem Quanten-Maschinenlernmodell, das mit realen chemischen Daten aus einem autonomen Labor trainiert wurde.
Eine rasche Entdeckung eines Extraktionsmittels, das speziell für die Prozessfließbilder von USA Rare Earth entwickelt und optimiert wurde, könnte die Kapital- und Betriebskosten senken. Dies würde durch die Reduzierung der Anzahl der Stufen, des Bedarfs an Ausrüstung und des Verbrauchs an Rohstoffen erreicht, während gleichzeitig der CO2-Fußabdruck und die Umweltauswirkungen der Anlagen verringert werden.
„Durchbrüche wie dieser könnten dazu beitragen, eine westliche Wertschöpfungskette für Seltene Erden möglich zu machen und unsere Reise hin zu einer weltweiten Wettbewerbsfähigkeit zu beschleunigen“, so Moyes weiter.
Fokus auf konkrete Einsatzstoffe
Pasqal und Riven werden ihre Arbeiten auf die Einsatzstoffe von USA Rare Earth anpassen. Dazu gehören Materialien aus dem Round-Top-Bergwerk in Sierra Blanca, Texas, sowie Drittanbieter-MREC (Mineral Processing Concentrate) und recycelte Späne (bekannt als Swarf) aus dem Magnetfertigungsprozess. Die Fokussierung auf diese Schlüssel-Einsatzstoffe bedeutet, dass die experimentellen Arbeiten potenziell alle Aspekte der Materialverarbeitung von USA Rare Earth beeinflussen können.
„Diese Partnerschaft bringt drei Unternehmen zusammen, die an der Spitze von Technologien arbeiten, die zunehmend wichtig für wirtschaftliches Wachstum, industrielle Wettbewerbsfähigkeit und nationale Resilienz sind“, betont Wasiq Bokhari, CEO von Pasqal. Seltenerd-Materialien seien unverzichtbar, und die Verbesserung ihrer Verarbeitung habe weitreichende Auswirkungen, die über eine einzelne Branche hinausgehen.
„Durch die Kombination von Pasqals Quantencomputing-Fähigkeiten mit dem Materialwissen von USA Rare Earth und der fortschrittlichen Automatisierungsplattform von Riven haben wir die Möglichkeit, Innovationen zu beschleunigen und zugleich zu demonstrieren, wie französische und amerikanische Unternehmen zusammenarbeiten können, um kritische Lieferketten zu stärken“, so Bokhari.
Zukunftsperspektiven der Zusammenarbeit
USA Rare Earth, Pasqal und Riven sind der Ansicht, dass dieses initiale Maschinenlernprojekt Möglichkeiten für eine tiefgreifendere, erweiterte Zusammenarbeit schaffen könnte. Mit der Zeit envisionieren die Unternehmen einen erstmaligen, durchgängigen Prozess zur Entdeckung von Extraktionsmitteln: Ein Quanten-Maschinenlernmodell identifiziert hochpotenzielle Extraktionsmittel, diese werden im selbstfahrenden Labor von Riven getestet, und vielversprechende Kandidaten werden in der Forschungs- und Entwicklungsanlage von USA Rare Earth in Wheat Ridge, Colorado, validiert, bevor sie in die Prozessfließbilder integriert werden.
„Künstliche Intelligenz und autonome Labore sind die nächste Frontlinie in der Verarbeitung kritischer Mineralien. Wir begrüßen die proaktive Einführung dieser Technologien durch USA Rare Earth, die den Weg zu erheblichen Verbesserungen gegenüber veralteter Chemie ebnet“, erklärt Dr. Orion Archer Cohen, Mitgründer und Chief Technology Officer von Riven. „Genau so kann der Westen seinen Vorsprung bei fortschrittlichen Computertechnologien nutzen, um die Reindustrialisierung schneller voranzutreiben.“
Für deutsche Anleger ist die Entwicklung besonders relevant. Die Abhängigkeit von chinesischen Seltenerd-Lieferketten ist ein bekanntes Risiko für die europäische Industrie, insbesondere für die Automobil- und Elektronikbranche. Sollte die Partnerschaft erfolgreich sein, könnte dies den Weg für eine wettbewerbsfähige westliche Verarbeitungsinfrastruktur ebnen und die strategische Autonomie Europas und Nordamerikas in diesem kritischen Rohstoffsektor stärken.