Немецкий аэрокосмический центр (DLR) со штаб-квартирой в Кельне и Cambridge Quantum Computing (CQC) из Великобритании — последняя пара, изучающая, как квантовые вычисления могут помочь в создании лучших симуляционных моделей для разработки аккумуляторов. DLR — исследовательский центр Германии в области аэронавтики и космонавтики.
Квантовые вычисления
Как определяет IBM, «Квантовые вычисления используют явления квантовой механики для достижения огромного скачка в вычислениях, позволяющего решать определенные задачи».
DLR будет использовать квантовые алгоритмы CQC для решения систем дифференциальных уравнений в частных производных, чтобы создать одномерную симуляцию литий-ионной аккумуляторной ячейки.
Это заложит основу для исследования многомасштабных симуляций полных аккумуляторных ячеек с использованием квантовых компьютеров, которые считаются жизнеспособной альтернативой для создания полных 3D-моделей. Многомасштабный подход включает информацию из различных уровней системы (например, атомистического, молекулярного и макроскопического), чтобы сделать симуляцию более управляемой и реалистичной. Это, в свою очередь, потенциально ускорит исследования и разработки аккумуляторов для различных решений в области устойчивой энергетики.
Ранее DLR использовал моделирование на классических компьютерах для исследования ряда различных типов аккумуляторов, включая литий-ионные и другие технологии.
Улучшение аккумуляторов
Совершенствование аккумуляторных ячеек играет важную роль в электромобилях, хранении зеленой энергии и стабилизации частоты энергосистемы. Исследования аккумуляторов также могут в конечном итоге уменьшить зависимость от лития.
DLR будет проводить свои квантовые симуляции на квантовом компьютере IBM Q с использованием среды разработки программного обеспечения CQC для выполнения на шумных квантовых компьютерах среднего масштаба (Noisy Intermediate-Scale Quantum computers).
Другие организации объединяют усилия для улучшения аккумуляторов с помощью квантовых вычислений. Например, IBM и Daimler объявили о аналогичном исследовании в январе 2020 года, а Samsung и Honeywell объединились ранее в этом году.
Чем больше людей будет работать над этим, тем лучше, поскольку спрос на аккумуляторы для электромобилей и хранения возобновляемой энергии будет стремительно расти.
Фото: IBM