下一代电池将使电动汽车受益

　　IonQ 和现代汽车公司联手开发了新型变分量子本征求解器 （VQE） 技术，用于研究锂化合物和电池化学中的化学相互作用。VQE 是一种优化算法，它找到将解决给定优化任务的一组值。VQE 采用变分原理来计算哈密顿量的基态能量。由于计算机的限制，传统的计算技术的准确性受到限制。

　　此次合作旨在开发一种可在量子计算机上运行的电池化学模型，以重建氧化锂的结构和能量，以提高锂电池的性能、成本和安全性。许多技术进步将在下一代汽车中得到检验。

　　作为研究的结果，电动汽车可能更容易被客户使用。

　　IonQ 总裁兼首席执行官 Peter Chapman 在接受 EE TImes 采访时表示，电池是 EV 开发中最困难的组成部分，占 EV 整个生产成本的一半，这就是为什么它们仍然比同等内燃机更昂贵的原因汽车。“较低的电池价格将使它们更接近内燃机汽车的价格，从而在汽车领域更快、更深入地采用。” 改进的电池也会使电动汽车更具吸引力。客户提出的许多未准备好进行转换的最常见原因——范围有限、充电缓慢和电池寿命短——可以通过电池更新来解决。

　　电动汽车的特点

　　电池及其充电过程（电流与汽油/汽油）是 ICE 和 EV 之间的主要区别。与传统汽车相比，电动汽车采用电​​动机、高压、大容量电池组和各种动力总成技术来启动和提供车载服务。

　　与传统内燃机相比，新型电动汽车产生的污染更少。然而，为了使它们真正具有可持续性，必须减少动力和电池制造对环境的影响。未来将需要使用可替代钴的高效材料的新一代电池来减少电动汽车对环境的影响。

　　新电池将决定电动汽车的续航里程和可靠性，以及它的日益普及。

　　“因为它们都是量子力学系统，所以量子计算机非常适合模仿分子行为。电池中使用的主要化学物质的模拟可能有助于预测化学反应的结果，并可能产生新形式的原材料，从而在未来的电池开发中节省时间、金钱和精力。

　　量子技术

　　开发量子计算机最具挑战性的方面之一是尽可能降低错误率。在制造量子比特的几种方法中，IonQ 捕获的离子具有最低的错误率和最多的量子比特之间的连接数。为了提供必要的稳定性，IonQ 的量子处理器由 3D 空间中的这些原子提供动力，并由激光束控制。

　　根据业界的说法，量子位计数是评估量子处理器的能力和实用性的最重要指标。然而，当量子比特的数量增加时，需要更准确和可信的统计数据。事实上，更少的高质量量子比特通常可以胜过许多低质量的量子比特，尤其是在错误率很低的情况下。

　　在固态系统中，每个量子位都是独一无二的，噪声极大，并且在计算过程中必须几乎完全隔离。这是固态技术的一个缺点，因为根据定义，固态不是孤立的。为了保持原子稳定，IonQ 使用激光冷却。如果激光被正确校准，这种方法可以使原子处于静止状态。应该注意的是，这个过程不需要冷藏或复杂的设备；所需要的只是一束激光。

　　“我们正在以多种方式使用激光。” 除了允许我们的系统在室温下运行之外，激光还允许我们根据客户的需要调整和更改设计。我们的激光控制软件具有延展性，可以打开和关闭；你不能打开和关闭物理金属线，它就在那里，”查普曼说。

　　今天宣布的合作伙伴关系是现代 2025 战略雄心的重要组成部分，其中包括每年销售 560，000 辆电动汽车，并向消费者推出超过 12 款纯电动汽车 （BEV） 车型。此外，由于电动汽车在实现全球可持续发展目标方面发挥着至关重要的作用，该联盟代表着在应对 气候变化威胁方面向前迈出了重要一步。

　　与今天的吸热发动机相比，电动汽车是一种更环保的替代品，众所周知，吸热发动机将在未来几年内逐步淘汰。为了完全可持续，道路交通必须电气化并辅以适当的措施。这涉及投资可再生能源解决方案以加快能源转型，并确保汽车能够长时间使用以抵消制造过程中所需的额外能源。

　　与许多其他电池一样，为大多数电动汽车提供动力的锂离子电池以钴、锂和稀土元素等原材料为基础，这会对环境和人权产生严重影响。

　　IonQ 坚信它可以通过 量子计算解决许多气候变化问题。电池效率是最有前途的新兴领域之一，量子计算不仅可以在汽车领域，而且可以在整个电网中发挥作用。IonQ 的计算机以前曾被用于演示用于模拟大分子的端到端管道，例如化肥生产中的大分子。

　　“随着我们的硬件和算法成熟，可以模拟越来越复杂的分子和反应。我们从氧化锂开始，但在未来，我们可能会将目光扩展到固态电池、更好的太阳能电池形式的能源生产等等。除了化学，我们还可能将量子应用于自动驾驶、充电网络分布、物流、路由等问题，”查普曼总结道。

　　审核编辑：郭婷