現(xiàn)今，汽車行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)正競相成為量子計算的早期采用者。量子計算機特別擅長處理優(yōu)化和模擬問題。對于汽車而言，這可以解決材料設(shè)計、電池技術(shù)仿真中的復雜挑戰(zhàn)，并盡可能避免昂貴且耗時的實時測試和原型制作。

最近，福特和寶馬宣布：他們將使用Quantinuum的InQuanto計算化學軟件平臺來應對挑戰(zhàn)。

福特和化學電池

最近，福特量子研究人員發(fā)布了一項新的研究結(jié)果，使用Quantinuum的量子計算機模擬電動汽車電池材料，這表明了在未來更強大的系統(tǒng)上，可以進行有價值的化學模擬。利用Quantinuum的InQuanto和該公司的H系列離子阱量子硬件，福特的研究團隊測試了鋰離子電池化學模擬。

挑戰(zhàn)在于，雖然鋰離子電池可以多次充電和放電，但它們對熱敏感，并且易燃。能量密度、功率密度、生命周期、安全性、成本和可回收性的改進都要在理論上推演，這就是量子計算化學的用武之地。研究發(fā)現(xiàn)：計算化學可以分析有關(guān)充電、放電機制，電化學和熱穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)相變和表面行為，對于尋找可以提高電池性能和魯棒性的潛在材料，有著至關(guān)重要的作用。

在使用量子計算機研究鋰離子電池化學時，科學家們使用了一種算法來尋找量子力學系統(tǒng)的基態(tài)?；旌狭孔咏?jīng)典算法解決了從量子計算中受益最大的分子系統(tǒng)部分，其余計算可直接用于經(jīng)典計算機。

寶馬和氫燃料電池

寶馬宣布，它正在使用AWS上的InQuanto平臺，來模擬用于其氫燃料電池動力系統(tǒng)材料的表面特性。開發(fā)新型燃料電池技術(shù)的一個主要挑戰(zhàn)是氧還原反應（ORR）的緩慢動力學。大多數(shù)涉及催化和電催化化學反應（如ORR）的研究都使用密度泛函理論（DFT）計算化學方法。DFT依賴于錯誤消除，不夠準確。然而，量子計算可以在沒有DFT的情況下，提供復雜系統(tǒng)的精確計算。

InQuanto

利用InQuanto庫中提供的經(jīng)過驗證的代碼和算法，InQuanto平臺使計算化學家能夠?qū)Ｗ⒂谒麄兊难芯浚鵁o需編寫大量代碼。界面易于使用，即使是沒有使用過量子系統(tǒng)的計算化學家，也可以訪問這個界面。他們可以在量子硬件上運行規(guī)模分子和材料問題的模擬，包括IBM系列超導電路器件、Quantinuum的H系列離子阱器件，以及一系列其他硬件設(shè)備和仿真器。

inQuanto 2.0 剛剛發(fā)布，旨在為那些剛開始使用量子計算機的人提供一個更通用、可擴展和更適用的平臺。InQuanto圍繞最新的量子算法、高級子程序和特定于化學的噪聲緩解技術(shù)構(gòu)建。新版本通過新的協(xié)議將矢量計算速度加快一個數(shù)量級，利用對稱性并可以減少內(nèi)存需求的積分運算符，提高了效率。

編譯：卉可

編輯：慕一