BMW Group, Airbus und Quantinuum arbeiten zusammen an einerbeschleunigten, nachhaltigen Mobilitätsforschung mit hochmodernen Quantencomputern
Airbus, die BMW Group und Quantinuum, welche weltweit führende Unternehmen in den Bereichen Mobilität und Quantentechnologien darstellen, haben einen hybriden quantentechnologischen/ klassischen Arbeitsablauf entwickelt, um zukünftige Forschung mit Quantencomputern zur Simulation von Quantensystemen zu beschleunigen. Der Schwerpunkt dabei liegt auf chemischen Reaktionen von Katalysatoren in Brennstoffzellen.
In einer neuen technischen Abhandlung mit dem Titel „Anwendbarkeit von Quantencomputing auf Sauerstoffreduktionssimulationen" melden die drei Partner, dass sie die Sauerstoffreduktionsreaktion(„ORR") auf der Oberfläche eines platinbasierten Katalysators genau modellieren können. ORR ist die chemische Reaktion im Verfahren der Umwandlung von Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser und Strom in eine Brennstoffzelle, was die Effizienz des Verfahrens limitiert. Sie ist relativ langsam und erfordert ein großes Volumen des Platinum-Katalysators. Aus diesem Grund ist es von großem Interesse und erheblichem Wert, die zugrunde liegenden Mechanismen der Reaktion besser zu verstehen.
Mit dem Quantinuum-Quantencomputer der H-Serie hat das Kollaborationsteam die Anwendbarkeit von Quantinuum in einem industriellen Arbeitsablauf demonstriert, um unser Verständnis für eine kritische chemische Reaktion zu verbessern. Die drei Unternehmen planen eine weitere Zusammenarbeit, um den Einsatz von Quantencomputing zur Bewältigung relevanter industrieller Herausforderungen zu erkunden.
Dr. Peter Lehnert, Vizepräsident, Research Technologies bei der BMW Group, erklärte: „Circularity und nachhaltige Mobilität verlangen von uns, dass wir nach neuen Materialien suchen, um effizientere Produkte zu kreieren und das Premium-Nutzererlebnis der Zukunft zu gestalten. Die Fähigkeit, Materialeigenschaften mit den Vorteilen der beschleunigenden Quantencomputing-Hardware mit der relevanten chemischen Genauigkeit simulieren zu können, gibt uns genau die richtigen Werkzeuge, um in dieser entscheidenden Domäne Innovationen schneller voranbringen zu können."
Als Pionier auf dem globalen Automobilmarkt, erkennt die BMW Group das transformative Potenzial von Quantencomputing und seiner Bedeutung bei der Erforschung neuer Materialien an, wo es schnellere und effizientere Prozesse ermöglicht und gleichzeitig den Bedarf an Laborprototypen reduziert. Die Herangehensweise und die genaue Simulation eines der grundlegendsten elektrochemischen Prozesses mit Quantencomputing markiert einen wesentlichen Schritt in Richtung einer nachhaltigen Energiewende und kommt Metallluftbatterien und anderen Produkten mit verbesserter Effizienz zugute.
Isabell Gradert, Vizepräsident, Central Research and Technology bei Airbus, sagte: „Wir haben eine klare Vision von den Vorteilen der Studie in unsere Suche nach nachhaltigen und wasserstoffbetriebenen Alternativen, wie etwa das ZEROe-Flugzeug, das mit Brennstoffzellenmotoren betrieben werden kann. Die Studie bestätigt, dass Quantencomputing in dem Umfang reifen wird, den wir für die Luftfahrt benötigen."
Airbus hat Wasserstoff als vielversprechenden Kandidaten für den Antrieb kohlenstoffarmer Flugzeuge identifiziert, da es beim Fliegen kein CO2 produziert, wenn es aus erneuerbarer Energie erzeugt wird. Das Unternehmen gab zuvor Pläne dahingehend bekannt, in den nächsten Jahren mit dem Testen eines wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellantriebssystems an Bord seines Demonstrationsflugzeugs ZEROe zu beginnen. Das Unternehmen hat es sich zum Ziel gesetzt, das weltweit erste wasserstoffbetriebene kommerzielle Flugzeug zu sein und bis zum Jahr 2035 in den Markt einzutreten.
Ilyas Khan, Chief Product Officer von Quantinuum, sagte: „Wir freuen uns schon seit einiger Zeit darauf, die BMW Group und Airbus zu unterstützen. Beide sind Marktführer auf ihrem Gebiet, und beide erkennen an, dass das Quantencomputing eine entscheidende Rolle dabei spielen wird, die nachhaltige Mobilität der Zukunft voranzubringen. In dieser bahnbrechenden Arbeit zeigen wir, wie sich Quantencomputing in die industriellen Arbeitsabläufe zweier der technologisch fortschrittlichsten Unternehmen der Welt integrieren lässt, um materialwissenschaftliche Probleme anzugehen, die sich vorzüglich eignen, um Fortschritte mit Quantencomputing zu erzielen."
Das Forschungsteam hofft, dass das Verständnis der ORR-Reaktion Erkenntnisse liefert, die dabei helfen werden, alternative Materialien zu identifizieren, die die Leistung verbessern und die Produktionskosten von Brennstoffzellen senken können. Die genaue Modellierung chemischer Reaktionen, wie dasORR, sind aufgrund der Quanteneigenschaften der beteiligten chemischen Mechanismen eine schwierige Aufgabe für klassische Computer, was solche Simulationen zu einem guten Kandidaten macht, um in Zukunft von einem möglichen Vorteil durch Quantencomputing zu profitieren.
QUELLE: Quantinuum