Airbus, BMW Group e Quantinuum, leader mondiali nella mobilità e nelle tecnologie quantistiche, hanno sviluppato un flusso di lavoro ibrido quanto-classico per accelerare la ricerca futura utilizzando computer quantistici per simulare sistemi, concentrandosi sulle reazioni chimiche dei catalizzatori nelle celle a combustibile.

In un nuovo documento tecnico, “Applicability of Quantum Computing to Oxygen Reduction Reaction Simulations“ condiviso su arXiv, i tre partner riferiscono di aver modellato accuratamente la reazione di riduzione dell’ossigeno (“ORR”) sulla superficie di un catalizzatore a base di platino.

L’ORR è la reazione chimica nel processo che converte l’idrogeno e l’ossigeno in acqua ed elettricità in una cella a combustibile e limita l’efficienza del processo. È relativamente lento e richiede una grande quantità di catalizzatore di platino, quindi c’è grande interesse e valore nella comprensione migliore dei meccanismi sottostanti coinvolti nella reazione.

Utilizzando il computer quantistico H-Series di Quantinuum, il team di collaborazione ha dimostrato l’applicabilità del calcolo quantistico in un flusso di lavoro industriale per migliorare la nostra comprensione di una reazione chimica critica. Le tre società prevedono un’ulteriore collaborazione per esplorare l’uso del calcolo quantistico per affrontare le sfide industriali rilevanti.

Peter Lehnert, Vice-President, Research Technologies del BMW Group ha dichiarato: “La circolarità e la mobilità sostenibile ci stanno mettendo alla ricerca di nuovi materiali, per creare prodotti più efficienti e plasmare la futura esperienza utente premium. Essere in grado di simulare le proprietà dei materiali con una precisione chimica rilevante con i vantaggi dell’accelerazione dell’hardware di calcolo quantistico ci sta dando gli strumenti giusti per una maggiore velocità nell’innovazione per questo dominio decisivo”.

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. L’approccio e la simulazione accurata di 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 batterie metallo-aria e di altri prodotti con maggiore efficienza.

Isabell Gradert, Vice-President, Central Research & Technology di Airbus, ha dichiarato: “Possiamo chiaramente immaginare i benefici dello studio nella nostra ricerca di alternative sostenibili e alimentate a idrogeno come il velivolo ZEROe, che può operare con motori a celle a combustibile. Lo studio conferma che il calcolo quantistico sta maturando alla scala di cui abbiamo bisogno per l’aviazione”.

Airbus ha identificato l’idrogeno come un candidato promettente per alimentare aeromobili a basse emissioni di carbonio, perché non emette CO₂ quando si vola, quando generato da energia rinnovabile.

La società ha precedentemente annunciato l’intenzione di iniziare a testare un sistema di propulsione a celle a combustibile alimentato a idrogeno a bordo del suo velivolo dimostrativo ZEROe nei prossimi anni. La società ha l’ambizione di sviluppare il primo velivolo commerciale al mondo alimentato a idrogeno per l’ingresso sul mercato entro il 2035.

Ilyas Khan, Chief Product Officer di Quantinuum , ha dichiarato: “Siamo entusiasti di lavorare da qualche tempo per supportare il BMW Group e Airbus, entrambi leader nei loro campi, ed entrambi riconoscono che il calcolo quantistico potrebbe svolgere un ruolo fondamentale nel far progredire 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 problemi di scienza dei materiali che sono un obiettivo primario per il progresso nell’utilizzo del calcolo quantistico”.

Il team di ricerca spera che la comprensione della reazione ORR fornisca approfondimenti che li aiutino a identificare materiali alternativi che possano migliorare le prestazioni e ridurre i costi di produzione delle celle a combustibile. La modellazione accurata delle reazioni chimiche come l’ORR è un compito intrattabile per i computer classici, a causa delle proprietà quantistiche dei meccanismi chimici coinvolti, rendendo tali simulazioni un buon candidato per beneficiare di un potenziale vantaggio quantistico in futuro.

Informazioni su Quantinuum :Quantinuum è la più grande azienda di calcolo quantistico indipendente al mondo, formata dalla combinazione dell’hardware leader mondiale di Honeywell Quantum Solutions e del middleware e delle applicazioni leader della categoria di Cambridge Quantum. Guidato dalla scienza e guidato dalle imprese, Quantinuum accelera il calcolo quantistico e lo sviluppo di applicazioni in chimica, sicurezza informatica, finanza e ottimizzazione. Il suo obiettivo è creare soluzioni quantistiche scalabili e commerciali per risolvere i problemi più urgenti del mondo in settori quali energia, logistica, cambiamenti climatici e salute. L’azienda impiega oltre 480 persone, tra cui 350+ scienziati e ingegneri, in otto siti negli Stati Uniti, in Europa e in Giappone. Per ulteriori informazioni, visitare il sito https://www.quantinuum.com. Il marchio Honeywell è utilizzato su licenza di Honeywell International Inc. Honeywell non rilascia dichiarazioni o garanzie in relazione a questo servizio.

BMW Group: Con i suoi quattro marchi BMW, MINI, Rolls-Royce e BMW Motorrad, il BMW Group è il principale produttore mondiale di automobili e motociclette e fornisce anche servizi finanziari e di mobilità premium. La rete di produzione del BMW Group comprende oltre 30 siti di produzione in tutto il mondo; L’azienda ha una rete di vendita globale in oltre 140 paesi. Nel 2022, il BMW Group ha venduto quasi 2,4 milioni di veicoli passeggeri e oltre 202.000 motociclette in tutto il mondo. L’utile ante imposte nell’esercizio 2022 è stato pari a € 23,5 miliardi su ricavi pari a € 142,6 miliardi. Al 31 dicembre 2022, il BMW Group aveva una forza lavoro di 149.475 dipendenti. Il successo del BMW Group si è sempre basato sul pensiero a lungo termine e sull’azione responsabile. L’azienda ha impostato il percorso per il futuro in una fase iniziale e pone costantemente la sostenibilità e la gestione efficiente delle risorse al centro della sua direzione strategica, dalla catena di approvvigionamento attraverso la produzione fino alla fine della fase di utilizzo di tutti i prodotti.