Airbus, BMW Group e Quantinuum, leader mondiali nella mobilità e nelle tecnologie quantistiche, hanno sviluppato un hybrid quantum-classical workflow per accelerare la ricerca futura utilizzando computer quantistici per simulare quantum systems, concentrandosi sulle reazioni chimiche dei catalizzatori nelle fuel cells.
“In un nuovo documento tecnico “Applicability of Quantum Computing to Oxygen Reduction Reaction Simulations” condiviso su arXiv, i tre partner riferiscono di modellare accuratamente la oxygen reduction reaction (“ORR”) sulla superficie di un platinum-based catalyst. L’ORR è la reazione chimica nel processo che converte l’idrogeno e l’ossigeno in acqua ed elettricità in una fuel cell e limita l’efficienza del processo. È relativamente lento e richiede una grande quantità di platinum catalyst, quindi c’è grande interesse e valore per una migliore comprensione dei meccanismi alla base della reazione.
Utilizzando l’H-Series quantum computer di Quantinuum, il team di collaborazione ha dimostrato l’applicabilità del calcolo quantistico in un flusso di lavoro industriale per migliorare la comprensione di una reazione chimica critica. Le tre società pianificano un’ulteriore collaborazione per esplorare l’uso del calcolo quantistico per affrontare le sfide industriali rilevanti”, afferma il comunicato.
Il Dr. Peter Lehnert, Vice-President, Research Technologies at BMW Group, ha dichiarato: “La circolarità e la mobilità sostenibile ci stanno spingendo alla ricerca di nuovi materiali, per creare prodotti più efficienti e modellare la futura esperienza utente premium. Essere in grado di simulare le proprietà dei materiali con una precisione chimica rilevante con i vantaggi dell’accelerating quantum computing hardware, ci sta fornendo gli strumenti giusti per una maggiore velocità nell’innovazione per questo dominio decisivo”.
“In qualità di pioniere nel mercato automobilistico globale, BMW Group riconosce il potenziale di trasformazione del calcolo quantistico e la sua importanza nella ricerca di nuovi materiali, dove può consentire processi più rapidi ed efficienti riducendo al contempo i prototipi di laboratorio. Avvicinarsi e simulare accuratamente uno dei processi elettrochimici più fondamentali per la prima volta utilizzando il calcolo quantistico segna un passo sostanziale verso la transizione energetica sostenibile, a vantaggio delle metal-air batteries e di altri prodotti con maggiore efficienza”, prosegue il comunicato.
Isabell Gradert, Vice-President, Central Research & Technology at Airbus, ha dichiarato: “Possiamo chiaramente immaginare i vantaggi dello studio nella nostra ricerca di alternative sostenibili e alimentate a idrogeno come l’aereo ZEROe, che può funzionare con fuel cell engines. Lo studio conferma che l’informatica quantistica sta maturando nella scala di cui abbiamo bisogno per l’aviazione”.
“Airbus ha identificato l’idrogeno come un candidato promettente per alimentare aerei a basse emissioni di carbonio, perché non emette CO2 durante il volo, se generato da energia rinnovabile. La società aveva precedentemente annunciato l’intenzione di iniziare a testare un hydrogen-powered fuel cell propulsion system a bordo del suo ZEROe demonstrator aircraft nei prossimi anni. L’azienda ha l’ambizione di sviluppare il primo hydrogen-powered commercial aircraft al mondo per l’ingresso nel mercato entro il 2035″, continuano le aziende.
Ilyas Khan, Chief Product Officer, Quantinuum, ha dichiarato: “Siamo entusiasti di lavorare da tempo per supportare BMW Group e Airbus, entrambi leader nei loro campi, ed entrambi riconoscono che il calcolo quantistico potrebbe svolgere un ruolo fondamentale in promuovere la futura mobilità sostenibile. In questo lavoro pionieristico, dimostriamo come integrare il calcolo quantistico nei flussi di lavoro industriali di due delle aziende tecnologicamente più avanzate del mondo, affrontando i problemi della scienza dei materiali che sono un obiettivo primario per il progresso utilizzando il calcolo quantistico”.
“Il team di ricerca spera che la comprensione della reazione ORR fornisca approfondimenti che li aiutino a identificare materiali alternativi che potrebbero migliorare le performance e ridurre i costi di produzione delle fuel cells. La modellazione accurata di reazioni chimiche come l’ORR è un compito intrattabile per i computer classici, a causa delle quantum properties dei meccanismi chimici coinvolti, rendendo tali simulazioni un buon candidato per beneficiare di un potenziale vantaggio quantistico in futuro”, concludono le aziende.
(Ufficio Stampa Airbus – Photo Credits: Airbus)
