新突破 PsiQuantum和奔驰利用容错光量子计算模拟化学电池

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20世纪90年代，锂离子电池作为绿色高能电池类型进入大众视野。其中，电解质是锂离子电池的重要组成部分，不仅在正负极输送和传导电流，而且很大程度上决定了电池的工作机制，影响电池的能量、安全性能、倍率充放电性能、循环寿命和生产成本等。因此，通过改进和创新电解质材料，将对锂离子电池性能的各个方面产生重大影响。

然而，研发新型锂离子电池需要进行大量的试验，并存在很高的错误率。原则上，这种缓慢而高成本的研发过程可以通过在计算机上模拟和验证新的化学物质来提速。但即使是超级计算机也难以模拟分子反应的关键量子行为，现在，量子计算有望克服这一挑战。

近日，光量子计算企业PsiQuantum发布了一项研究突破：在容错量子计算上模拟锂离子电池（LiB）中的电解质分子反应，推进汽车制造在下一代电池设计中寻求突破。

PsiQuantum联合梅赛德斯-奔驰研发部共同开展了该项研究。其研究成果“量子化学模拟的容错资源估计：锂离子电池电解质分子的案例研究”已发表于《Physical Review Research》（物理评论研究）杂志上，系统地阐述了容错光量子计算如何加速电池设计，特别是锂离子电池设计。

PsiQuantum的团队研究了用于模拟常见电解质添加剂氟代碳酸乙烯酯效果的量子算法。通过在规模化的容错量子计算上对这些电解质模拟分析，展示了新的优化成果——降低应用程序的资源消耗、更易于管理。他们还展示了一种特定于光量子计算的实用方法，称为“交错”（interleaving），该方法可以交换量子计算机内光量子的存储时间。由此，标志着量子计算在进行高效化学模拟方面取得重大进展。

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