據外媒報道,近日,美國量子公司 PsiQuantum 與梅賽德斯-奔馳 (Mercedes-Benz) 就量子計算改進電池技術展開合作,并發表了在容錯量子計算機上模擬鋰離子電池 (LiB) 中電解質分子的一項新研究,以實現電池設計上的新突破。
新型鋰離子電池的開發涉及大量試錯實驗。這一緩慢而昂貴的研發過程原則上可以通過模擬和驗證其中的新化學成分來加速。然而傳統的超級計算機很難模擬這些分子及反應的量子行為,量子計算機則有望克服這一技術限制。
現代鋰離子電池在充放電循環過程中,通過液態電解質材料將電荷從一個電極移動到另一個電極。改進電解質將對各項電池性能具有重要影響,包括能量密度(即電池效率)、充電速度、電池壽命、成本和安全性等。如果找到一種添加劑化學物質,能夠增強電解液所提供的電池電流,就可以進一步改進和開發鋰離子電池。為了識別潛在的添加劑,需要精確地模擬它們的存在對電解質分子的影響,但這類模擬所涉及的計算無法通過傳統計算機完成。
對此,PsiQuantum 公司與奔馳開展合作,研究用于模擬常用電解質添加劑氟乙烯碳酸酯 (fluoroethylene carbonate) 效果的量子算法。相關成果發表在《物理評論研究》(Physical Review Research) 上,系統闡述了容錯量子計算如何優化電池設計。
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