Cambridge Quantum Computing har indgået et samarbejde med det tyske luftrumscenter (Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt; DLR) for at udforske, hvordan kvanteberegning kan hjælpe os med at skabe bedre simuleringsmodeller til batteriudvikling for at hjælpe med fremtidig energiudnyttelse.
Cambridge Quantum Computing (CQC) er en uafhængig kvantecomputervirksomhed, baseret i Cambridge, England. Det blev grundlagt i år 2014, CQC bygger værktøjer til kommercialisering af kvanteteknologier med fokus på kvantesoftware og kvantecybersikkerhed.CQC har udviklet en arkitekturagnostisk kvantesoftwareudviklingsplatform, omkring hvilken virksomheden har bygget virksomhedsapplikationer til kvantekryptografi, kvantekemi, kvantemaskinelæring og kvantekunstig intelligens. CQC er en global leder inden for kvantesoftware og kvantealgoritmer, der gør det muligt for klienter at få mest muligt ud af hurtigt udviklende kvantecomputerhardware.
På den anden side er The German Aerospace Center Tysklands nationale center for rumfart, energi og transportforskning. Det bruger ekspertisen fra sine over 50 forskningsinstitutter og faciliteter til at udvikle løsninger på globale udfordringer, klima, mobilitet og teknologi.
I dette samarbejde vil The German Aerospace Center bruge CQCs kvantealgoritmer til at løse partielle differentialligningssystemer til at gengive en 1-D-simulering af en lithium-ion battericelle.
Dette vil senere give mere mulighed for at udforske multi-skala simuleringer af komplette battericeller med kvantecomputere, som anses for at være et levedygtigt alternativ til at gengive fulde 3D-modeller. En multi-skala tilgang inkorporerer information fra forskellige systemniveauer (f.eks. atomistiske, molekylære og makroskopiske) for at gøre en simulering mere overskuelig og realistisk, hvilket potentielt accelererer batteriforskning og -udvikling for en række bæredygtige energiløsninger.
I denne verden af digitalisering er batterier meget vigtige for at opnå den nødvendige bærbarhed. Batterier er blevet et meget vigtigt element for nødvendige produkter som smartphones, bærbare elektroniske enheder og vigtigst af alt elbiler. Batteriforskning kan i sidste ende reducere industriens afhængighed af lithium, og også udvikling på dette område kan yderligere give producenterne mulighed for at gøre deres produkter mere kompakte og bærbare.
German Aerospace er meget aktiv inden for forskning i forskellige batteristrukturer, herunder lithium-ion og hinsides lithium-teknologier. I samarbejde med CQC vil forskere som German Aerospace arbejde på partielle differentialligningsmodeller til batterisimulering og kortsigtet kvanteberegning. Ved at bruge CQCs softwareudviklingsramme til udførelse på Noisy Intermediate-Scale Quantum-computere, vil The German Aerospace gengive sine kvantesimuleringer på en IBM Q kvantecomputer.
I begyndelsen af 2020 hævdede et kvantecomputergennembrud af forskere ved IBM og Daimler AG, at det kunne hjælpe med at overvinde problemerne i forbindelse med den langsomme hastighed af batteriopladning i elektriske køretøjer. De modellerede dipolmomentet for tre lithiumholdige molekyler ved hjælp af en kvantecomputer, hvilket var bemærkelsesværdigt og hjalp med at udvide vores syn på lithium-svovl (Li-S) batterier, der ville være mere kraftfulde, længerevarende og billigere end de pt. brugte lithium-ion batterier.
I dagens verden er Grøn Transport ikke længere forblevet et alternativ, det er blevet en nødvendighed. Topinstitutter i verden arbejder på at forbedre batteridrevet transport, og forhåbentlig vil vi se implementeringerne meget snart i de kommende år.