世界第一汽车强国引领量子计算机在汽车电池研发中的应用

光子盒研究院出品

从汽车研发支出的角度来看，德国是世界第一汽车强国，在“零排放”的趋势下，德国正在引领量子计算机在汽车电池研发中的应用。

在一个为期两年的名为QuESt的项目中，德国航空航天中心（DLR）和弗劳恩霍夫材料力学研究所（IWM）正在使用量子计算机研究用于更强大电池和燃料电池的新材料。全球最大的汽车技术供应商博世集团和梅赛德斯-奔驰北美研发公司也作为合作伙伴参与了QuESt。

QuESt项目代表着采用创新模拟技术的电化学能量储存与转换的量子计算机材料设计。量子计算机将被用来模拟能量储存装置内的电化学过程。在模拟中，科学家们比较了各种新材料和电极结构的量子化学相互作用。他们的目标是实现电池中电子最高的化学结合能。在燃料电池中，氢和氧应该尽可能高效地相互反应。

当电流流过电池时，电池内的离子从一个电极迁移到另一个电极。在电极表面，离子提供或接受一个电子。DLR热力学研究所电化学系统理论组组长Birger Horstmann博士解释:“借助量子物理学，可以精确地描述这些过程。电子本质上改变了它们的量子力学状态。我们可以用量子计算机模拟这些能量状态。这使我们能够计算出电化学反应中有多少能量，以及这些反应发生的速度有多快。”通过对电极材料和结构的针对性设计，相关人员希望获得更高的性能和能量密度。

德国巴登-符腾堡州经济部正在资助QuESt项目，该项目始于2021年1月，在两年时间里耗资150万欧元。该项目将使用位于弗劳恩霍夫协会的IBM量子计算机。DLR说，QuESt的特殊之处在于使用量子计算机在材料研究中进行非常面向应用的任务。该项目将储能领域的基础研究与应用研究相结合。

来源：

https://www.dlr.de/content/en/articles/news/2021/01/20210219_quest-quantum-computer-energy-storage.html

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