Metal Mecânica

BMW, Airbus e Quantinuum vão pesquisar mobilidade sustentável com computadores quânticos de ponta

A Airbus, o BMW Group e a Quantinuum desenvolveram um fluxo de trabalho híbrido quântico-clássico para acelerar pesquisas futuras usando computadores quânticos para simular sistemas quânticos, com foco nas reações químicas de catalisadores em células de combustível.

Em um novo documento técnico, “Aplicabilidade da computação quântica para simulações de reação de redução de oxigênio”, os três parceiros relatam a modelagem precisa da reação de redução de oxigênio (“ORR”) na superfície de um catalisador à base de platina. ORR é a reação química no processo que converte hidrogênio e oxigênio em água e eletricidade em uma célula de combustível e limita a eficiência do processo. É relativamente lenta e requer uma grande quantidade de catalisador de platina, por isso há grande interesse e valor em entender melhor os mecanismos subjacentes envolvidos na reação.

Usando o computador quântico H-Series da Quantinuum, a equipe de colaboração demonstrou a aplicabilidade da computação quântica em um fluxo de trabalho industrial para aprimorar nossa compreensão de uma reação química crítica. As três empresas planejam mais colaboração para explorar o uso da computação quântica no enfrentamento de desafios industriais relevantes.

“A circularidade e a mobilidade sustentável estão nos colocando em busca de novos materiais, para criar produtos mais eficientes e moldar a futura experiência premium do usuário. Poder simular propriedades de materiais com precisão química relevante, com os benefícios da aceleração do hardware de computação quântica, está nos dando as ferramentas certas para mais velocidade na inovação para este domínio decisivo”, afirma o Dr. Peter Lehnert, vice-presidente de tecnologias de pesquisa do BMW Group.

O BMW Group reconhece o potencial transformador da computação quântica e sua importância na pesquisa de novos materiais, onde pode permitir processos mais rápidos e eficientes, ao mesmo tempo em que reduz protótipos de laboratório. Abordar e simular com precisão um dos processos eletroquímicos mais fundamentais, usando a computação quântica pela primeira vez, marca um passo substancial em direção à transição energética sustentável, beneficiando baterias de metal-ar e outros produtos com maior eficiência.

“Podemos vislumbrar claramente os benefícios do estudo em nossa busca por alternativas sustentáveis e movidas a hidrogênio, como a aeronave ZEROe, que pode operar com motores de célula de combustível. O estudo confirma que a computação quântica está amadurecendo na escala que precisamos para a aviação”, observa Isabell Gradert, vice-presidente daCentral Research & Technology da Airbus.

A Airbus identificou o hidrogênio como um candidato promissor para alimentar aeronaves de baixo carbono, porque não emite CO2 ao voar, quando gerado a partir de energia renovável. Previamente, a empresa anunciou planos para, nos próximos anos, começar a testar um sistema de propulsão movido a hidrogênio a bordo de sua aeronave de demonstração  ZEROe. A empresa tem a ambição de desenvolver a primeira aeronave comercial movida a hidrogênio do mundo para entrada no mercado até 2035.

“Temos orgulho de já trabalhar há algum tempo oferecendo suporte ao BMW Group e à Airbus, ambos líderes em seus setores, e ambos reconhecem que a computação quântica pode desempenhar um papel fundamental no avanço da mobilidade sustentável futura. Neste trabalho pioneiro, demonstramos como integrar a computação quântica nos fluxos de trabalho industriais de duas das empresas tecnologicamente mais avançadas do mundo, abordando problemas de ciência de materiais que são um alvo principal para o progresso usando a computação quântica”, diz Ilyas Khan, diretor de Produtos da Quantinuum.

A equipe de pesquisa espera que a compreensão da reação ORR forneça informações que a ajude a identificar materiais alternativos que possam melhorar o desempenho e reduzir os custos de produção das células de combustível. Modelar reações químicas como a ORR com precisão é uma tarefa intratável para computadores clássicos, devido às propriedades quânticas dos mecanismos químicos envolvidos, tornando essas simulações um bom candidato para se beneficiar de uma potencial vantagem quântica no futuro.

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