Airbus, BMW Group și Quantinuum, lideri mondiali în domeniul mobilității și al tehnologiilor cuantice, au dezvoltat un flux de lucru hibrid cuantic-clasic pentru a accelera viitoarele cercetări care utilizează calculatoare cuantice pentru a simula sisteme cuantice, concentrându-se pe reacțiile chimice ale catalizatorilor din celulele de combustibil, scrie ESG News.
Într-o nouă lucrare tehnică, „Aplicabilitatea calculatorului cuantic la simulările reacției de reducere a oxigenului”, cei trei parteneri raportează modelarea precisă a reacției de reducere a oxigenului pe suprafața unui catalizator pe bază de platină. ORR este reacția chimică din procesul care transformă hidrogenul și oxigenul în apă și electricitate într-o pilă de combustie și limitează eficiența procesului. Este relativ lentă și necesită o cantitate mare de catalizator din platină, astfel încât există un mare interes și valoare pentru o mai bună înțelegere a mecanismelor de bază implicate în reacție.
Utilizând calculatorul cuantic Quantinuum din seria H-Series, echipa de colaborare a demonstrat aplicabilitatea calculului cuantic într-un flux de lucru industrial pentru a ne îmbunătăți înțelegerea unei reacții chimice critice. Cele trei companii intenționează să continue colaborarea pentru a explora utilizarea calculului cuantic în vederea abordării provocărilor industriale relevante.
Dr. Peter Lehnert, vicepreședintele departamentului de tehnologii de cercetare din cadrul BMW Group, a declarat „Circularitatea și mobilitatea sustenabilă ne pun în căutarea de noi materiale, pentru a crea produse mai eficiente și pentru a modela viitoarea experiență de utilizare premium.
Capacitatea de a simula proprietățile materialelor cu o acuratețe chimică relevantă, cu avantajele oferite de accelerarea hardware-ului de calcul cuantic, ne oferă instrumentele potrivite pentru a accelera inovația în acest domeniu decisiv.”
A se vedea articolul conex: BMW Group anunță 220 de milioane de dolari pentru electrificarea uzinei Rosslyn din Africa de Sud
În calitate de pionier pe piața globală a automobilelor, BMW Group recunoaște potențialul transformator al Quantum Computing și importanța sa în cercetarea de noi materiale, unde poate permite procese mai rapide și mai eficiente, reducând în același timp prototipurile de laborator. Abordarea și simularea precisă a unuia dintre cele mai fundamentale procese electrochimice pentru prima dată cu ajutorul Quantum Computing marchează un pas substanțial către tranziția energetică sustenabilă, de care beneficiază bateriile metal-aer, precum și alte produse cu eficiență sporită.
Isabell Gradert, vicepreședinte al departamentului central de cercetare și tehnologie al Airbus, a declarat „Putem să ne imaginăm în mod clar beneficiile studiului în demersul nostru pentru alternative sustenabile și alimentate cu hidrogen, cum ar fi avionul ZEROe, care ar putea funcționa cu motoare cu pile de combustie. Studiul confirmă faptul că informatica cuantică se maturizează la scara de care avem nevoie pentru aviație.”
Airbus a identificat hidrogenul ca fiind un candidat promițător pentru alimentarea aeronavelor cu emisii reduse de dioxid de carbon, deoarece acesta nu emite CO2 în timpul zborului, atunci când este generat din energie regenerabilă.
Compania a anunțat anterior că intenționează să înceapă testarea unui sistem de propulsie cu pile de combustie pe bază de hidrogen la bordul aeronavei sale demonstrative ZEROe în următorii ani. Compania are ambiția de a dezvolta prima aeronavă comercială din lume alimentată cu hidrogen, care să intre pe piață până în 2035.
Ilyas Khan, Chief Product Officer, Quantinuum, a declarat: „Suntem încântați să lucrăm de ceva timp pentru a sprijini BMW Group și Airbus, ambii lideri în domeniile lor și care recunosc că informatica cuantică ar putea juca un rol esențial în avansarea mobilității sustenabile viitoare. În această lucrare de pionierat, demonstrăm cum să integrăm informatica cuantică în fluxurile de lucru industriale a două dintre cele mai avansate companii din punct de vedere tehnologic din lume, abordând probleme legate de știința materialelor, care reprezintă o țintă principală pentru progresul cu ajutorul calculului cuantic.”
Echipa de cercetători speră că înțelegerea reacției ORR oferă informații care să îi ajute să identifice materiale alternative care ar putea îmbunătăți performanța și reduce costurile de producție ale pilelor de combustie. Modelarea cu acuratețe a reacțiilor chimice precum ORR este o sarcină dificil de realizat pentru computerele clasice, din cauza proprietăților cuantice ale mecanismelor chimice implicate, ceea ce face ca astfel de simulări să fie un bun candidat pentru a beneficia de un potențial avantaj cuantic în viitor.
