Cambridge Quantum Computing (CQC) werkt samen met het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt; DLR) om te onderzoeken hoe kwantumcomputers kunnen helpen bij het creëren van betere simulatiemodellen voor de ontwikkeling van batterijen om het toekomstige energieverbruik te ondersteunen.
Door de samenwerking zal DLR - het nationale onderzoekscentrum voor luchtvaart en ruimte van de Bondsrepubliek Duitsland - de kwantumalgoritmen van CQC gebruiken voor het oplossen van systemen voor partiële differentiaalvergelijkingen (PDE) om een 1D-simulatie van een lithium-ionbatterijcel te maken.
Dit legt de basis voor het verkennen van simulaties op meerdere schaal van complete batterijcellen met kwantumcomputers, die worden beschouwd als een haalbaar alternatief voor het weergeven van volledige 3D-modellen. Een benadering op meerdere schaal omvat informatie van verschillende systeemniveaus (bijv. Atomistisch, moleculair en macroscopisch) om een simulatie beheersbaarder en realistischer te maken, wat mogelijk het onderzoek en de ontwikkeling van batterijen voor een verscheidenheid aan duurzame energieoplossingen versnelt.
Verbetering van batterijcellen speelt een belangrijke rol in mobiele en draagbare toepassingen, zoals smartphones, draagbare elektronische apparaten en elektrische auto's, evenals bij gedecentraliseerde zonne-opslag en frequentiestabilisatie van het energienetwerk. Batterijonderzoek zou uiteindelijk ook de afhankelijkheid van de industrie van lithium, het ateriaal dat in commerciële batterijen wordt gebruikt, kunnen verminderen.
DLR heeft eerder klassieke computermodellering gebruikt om een reeks verschillende batterijtypen te onderzoeken, waaronder lithiumion- en lithium-iontechnologieën.
Dit is een van de eerste werken waarin modellen voor partiële differentiaalvergelijkingen worden gecombineerd voor batterijsimulatie en quantum computing op korte termijn. Met behulp van het softwareontwikkelingsraamwerk van CQC voor uitvoering op NISQ-computers (Noisy Intermediate-Scale Quantum), zal DLR zijn kwantumsimulaties weergeven op een IBM Q-kwantumcomputer.