據(jù)空客官網(wǎng)，近日，空中客車、寶馬集團(tuán)和 Quantinuum聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一種混合量子經(jīng)典工作流程，以加快使用量子計(jì)算機(jī)模擬量子系統(tǒng)的未來(lái)研究，重點(diǎn)關(guān)注燃料電池中催化劑的化學(xué)反應(yīng)。

 三方在一篇新的技術(shù)論文中報(bào)告了鉑基催化劑表面上的氧還原反應(yīng)（“ORR”）的精確建模。ORR是將氫氣和氧氣轉(zhuǎn)化為燃料電池中的水和電的過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)，它限制了該過(guò)程的效率。它相對(duì)較慢，需要大量的鉑催化劑，因此更好地了解反應(yīng)中涉及的潛在機(jī)理具有極大的興趣和價(jià)值。

 寶馬集團(tuán)研究技術(shù)副總裁Peter Lehnert博士表示：“循環(huán)性和可持續(xù)交通使我們尋求新材料，以創(chuàng)造更高效的產(chǎn)品并塑造未來(lái)的優(yōu)質(zhì)用戶體驗(yàn)。能夠模擬材料特性以達(dá)到相關(guān)的化學(xué)精度，并受益于加速的量子計(jì)算硬件，這為我們提供了正確的工具，可以加快這一決定性領(lǐng)域的創(chuàng)新速度。

 作為全球汽車市場(chǎng)的先驅(qū)，寶馬集團(tuán)認(rèn)識(shí)到量子計(jì)算的變革潛力及其在新材料研究方面的重要性，它可以在減少實(shí)驗(yàn)室原型的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更快、更高效的流程。首次使用量子計(jì)算接近并準(zhǔn)確模擬最基本的電化學(xué)過(guò)程之一，標(biāo)志著朝著可持續(xù)能源轉(zhuǎn)型邁出了實(shí)質(zhì)性的一步，使氫燃料電池和其他電池的效率更高。

空中客車公司中央研究與技術(shù)副總裁Isabell Gradert表示：“我們可以清楚地認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)研究的好處，因?yàn)槲覀儗で罂沙掷m(xù)的氫動(dòng)力替代品，如ZEROe飛機(jī)，它可以在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)行。這項(xiàng)研究證實(shí)，量子計(jì)算正在以我們航空所需的規(guī)模成熟。

空中客車公司已將氫氣確定為低碳飛機(jī)提供動(dòng)力的支持者，因?yàn)樗慌欧哦趸?。飛行時(shí)，由可再生能源產(chǎn)生電能。該公司此前宣布計(jì)劃在未來(lái)幾年內(nèi)開(kāi)始在其ZEROe的演示飛機(jī)上測(cè)試氫動(dòng)力燃料電池電堆系統(tǒng)。該公司的目標(biāo)是到2035年開(kāi)發(fā)世界上第一架氫動(dòng)力商用飛機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)。

Quantinuum首席產(chǎn)品官Ilyas Khan表示：“我們很高興能夠支持寶馬集團(tuán)和空中客車公司一段時(shí)間，這兩家公司都是各自領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，他們都認(rèn)識(shí)到量子計(jì)算可以在推動(dòng)未來(lái)的可持續(xù)交通方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。在這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的工作中，我們展示了如何將量子計(jì)算集成到世界上兩家技術(shù)最先進(jìn)的公司的工作流程中，解決材料科學(xué)問(wèn)題，這些問(wèn)題是使用量子計(jì)算取得進(jìn)展的主要目標(biāo)。

研究小組希望了解ORR反應(yīng)提供見(jiàn)解，幫助他們研究提高燃料電池性能并降低生產(chǎn)成本的替代材料。由于所涉及的化學(xué)機(jī)制的量子特性，準(zhǔn)確模擬ORR等化學(xué)反應(yīng)對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)棘手的任務(wù)，這使得這種模擬成為未來(lái)受益于潛在量子優(yōu)勢(shì)的良好候選者。