Cambridge Quantum Computing (CQC) đã hợp tác với Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (Deutsches Zentrum für Luftund Raumfahrt; DLR) để khám phá cách điện toán lượng tử có thể giúp tạo ra các mô hình mô phỏng tốt hơn để phát triển pin nhằm hỗ trợ việc sử dụng năng lượng trong tương lai.
Sự hợp tác sẽ chứng kiến DLR - trung tâm nghiên cứu hàng không và vũ trụ quốc gia của Cộng hòa Liên bang Đức - sử dụng các thuật toán lượng tử của CQC để giải các hệ thống phương trình vi phân từng phần (PDE) để tạo ra mô phỏng 1D của một tế bào pin lithium-ion.
Điều này đặt nền tảng cho việc khám phá các mô phỏng đa tỷ lệ của các tế bào pin hoàn chỉnh bằng máy tính lượng tử, được coi là một giải pháp thay thế khả thi để hiển thị các mô hình 3D đầy đủ. Phương pháp tiếp cận đa quy mô kết hợp thông tin từ các cấp hệ thống khác nhau (ví dụ: nguyên tử, phân tử và vĩ mô) để làm cho mô phỏng dễ quản lý và thực tế hơn, có khả năng thúc đẩy quá trình nghiên cứu và phát triển pin cho nhiều giải pháp năng lượng bền vững.
Cải tiến tế bào pin có vai trò quan trọng trong ứng dụng di động và di động, chẳng hạn như điện thoại thông minh, thiết bị điện tử đeo được và ô tô điện, cũng như trong việc lưu trữ năng lượng mặt trời phi tập trung và ổn định tần số của lưới năng lượng. Nghiên cứu về pin cuối cùng cũng có thể làm giảm sự phụ thuộc của ngành vào lithium - nguyên liệu được sử dụng trong pin thương mại.
DLR trước đây đã sử dụng mô hình máy tính cổ điển để nghiên cứu một loạt các loại pin khác nhau, bao gồm cả công nghệ ion lithium và ngoài lithium.
Đây là một trong những công trình sớm nhất kết hợp các mô hình phương trình vi phân từng phần để mô phỏng pin và tính toán lượng tử trong thời gian ngắn. Sử dụng khung phát triển phần mềm của CQC để thực thi trên máy tính NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), DLR sẽ hiển thị các mô phỏng lượng tử của nó trên một máy tính lượng tử Q của IBM.