Cambridge Quantum Computing (CQC) s'est associé au Centre aérospatial allemand (Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt; DLR) pour explorer comment l'informatique quantique pourrait aider à créer de meilleurs modèles de simulation pour le développement de batteries afin de faciliter l'utilisation future de l'énergie.
La collaboration verra le DLR - le centre national de recherche aéronautique et spatiale de la République fédérale d'Allemagne - utiliser les algorithmes quantiques de CQC pour résoudre des systèmes d'équation différentielle partielle (PDE) afin de rendre une simulation 1D d'une cellule de batterie lithium-ion.
Cela jette les bases de l'exploration de simulations multi-échelles de cellules de batterie complètes avec des ordinateurs quantiques, qui sont considérées comme une alternative viable pour le rendu de modèles 3D complets. Une approche multi-échelle incorpore des informations provenant de différents niveaux de système (par exemple atomistique, moléculaire et macroscopique) pour rendre une simulation plus gérable et réaliste, accélérant potentiellement la recherche et le développement de batteries pour une variété de solutions énergétiques durables.
L'amélioration des cellules de batterie a un rôle important à jouer dans les applications mobiles et portables, telles que les smartphones, les appareils électroniques portables et les voitures électriques, ainsi que dans le stockage solaire décentralisé et la stabilisation de la fréquence du réseau énergétique. La recherche sur les batteries pourrait également réduire à terme la dépendance de l'industrie au lithium - le matériau utilisé dans les batteries commerciales.
Le DLR a déjà utilisé la modélisation informatique classique pour rechercher une gamme de types de batteries différents, y compris les technologies au lithium-ion et au-delà du lithium.
Il s'agit de l'un des premiers travaux combinant des modèles d'équations différentielles partielles pour la simulation de batterie et le calcul quantique à court terme. En utilisant le cadre de développement logiciel de CQC pour une exécution sur des ordinateurs NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), DLR rendra ses simulations quantiques sur un ordinateur quantique IBM Q.