Volkswagen Group y la empresa canadiense de tecnología cuántica Xanadu han establecido un programa de investigación de varios años para mejorar el rendimiento de los algoritmos cuánticos para simular materiales de baterías. El objetivo es reducir los costos computacionales y acelerar la adopción de computadoras cuánticas por parte de Volkswagen para desarrollar materiales para baterías que sean más seguros, livianos y rentables.
La simulación precisa y eficiente de los materiales de las baterías es un desafío para toda la industria que podría beneficiarse con la llegada de computadoras cuánticas tolerantes a fallas. Los métodos clásicos existentes, como la teoría del funcional de la densidad, han sido la piedra angular de la química computacional durante varias décadas, pero a pesar de sus muchos éxitos, están alcanzando limitaciones en áreas de investigación críticas para construir mejores baterías.
“Con su estrategia NEW AUTO, Volkswagen ingresa a un nuevo territorio, especialmente cuando se trata de explorar oportunidades a lo largo de la cadena de valor de la batería. Los materiales de alto rendimiento y los procesos electroquímicos de próxima generación son ingredientes clave de esta expedición”. dice el Dr. Nikolai Ardey, Director de Innovación del Grupo Volkswagen. “Trabajar junto con empresas de vanguardia como Xanadu es como subirse a una lancha rápida que se dirige a la próxima gran cosa: la computación cuántica podría desencadenar una revolución en la ciencia de los materiales y la optimización, competencias clave para hacer crecer nuestra experiencia interna en baterías”.
Durante el último año, Volkswagen y Xanadu se han involucrado en investigaciones de múltiples dominios en ciencia de materiales, química computacional, tecnologías de baterías y algoritmos cuánticos que han sentado las bases para los esfuerzos de investigación a largo plazo del programa. El programa conjunto tiene como objetivo abordar los desafíos de la industria en la investigación de baterías centrándose en el desarrollo de algoritmos cuánticos avanzados para simular materiales de baterías que se procesarán en las computadoras cuánticas tolerantes a fallas de próxima generación de Xanadu. El primer artículo de investigación del programa (publicado en septiembre de 2022: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.106.032428) destaca la primera estimación de los recursos necesarios para implementar un algoritmo cuántico para simular un material de cátodo realista. , silicato de dilitio hierro.
“En Xanadu, estamos empujando las fronteras del hardware, software y algoritmos de computación cuántica. Nuestro objetivo en la investigación de algoritmos cuánticos es hacer que las computadoras cuánticas sean verdaderamente útiles. Centrarse en las baterías es una opción estratégica dada la demanda de la industria y las perspectivas de la computación cuántica para ayudar a comprender la química compleja dentro de una celda de batería”, dijo Juan Miguel Arrazola, Jefe de Algoritmos en Xanadu. “Estamos encantados de trabajar junto con el fantástico equipo de Volkswagen para realizar investigaciones de vanguardia centradas en superar los obstáculos técnicos en los algoritmos cuánticos que serán necesarios para desbloquear el potencial de la computación cuántica para el desarrollo de baterías”.
El programa también investigará problemas computacionales adicionales en el descubrimiento de materiales donde la computación cuántica tiene las mejores perspectivas de impacto masivo. La asociación con Xanadu respalda el objetivo más amplio de Volkswagen de convertirse en un proveedor de movilidad sostenible basado en datos y software y su ambición de ser líderes tanto en el desarrollo de baterías como en aplicaciones de computación cuántica.
“Nuestra asociación con Xanadu es un gran ejemplo del compromiso de Volkswagen de aprovechar tecnologías innovadoras como la computación cuántica para acelerar hacia soluciones de movilidad 100 % eléctricas, optimizando nuestros procesos siempre que sea posible”, dijo el Dr. Arne-Christian Voigt, Future Research, Volkswagen AG. “Estamos entusiasmados de ampliar los límites de la simulación de materiales y construir sobre la base de la investigación fundamental que hemos realizado hasta ahora con el equipo de algoritmos cuánticos de Xanadu”.
A principios de este año, Volkswagen AG y el Gobierno de Canadá firmaron un Memorando de Entendimiento para promover la movilidad eléctrica en el país. Ambas partes acordaron investigar oportunidades para que Canadá contribuya a las cadenas de suministro de baterías globales y regionales de Volkswagen.
El gobierno canadiense ha estado invirtiendo y continúa invirtiendo fuertemente en tecnologías cuánticas. Esa inversión trajo talento de clase mundial al país, construyó el ecosistema cuántico y convirtió a Canadá en un líder en el espacio de la tecnología cuántica.