愈來愈多汽車廠商透過量子運算優化電池

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科技產業資訊室 (iKnow) - Gloria 發表於 2022年1月24日

圖、IonQ和現代汽車合作利用量子電腦優化電動車電池
來源：現代汽車

現代汽車與新創公司IonQ於2022年1月中下旬宣布，期望能夠在量子電腦上運行電池化學模型，以強化電動車電池結構，達到最適化的目的。

從理論上來說，具有足夠高複雜性的量子電腦，可以實現量子優勢，找出傳統超級電腦無法解決的問題。根據IonQ的研究，由於量子電腦可以比傳統運算更準確地模擬化學，可以確保在電池領域獲得最大效率並消除潛在浪費。

IonQ的目標是使用量子運算來分析和模擬現代汽車所提供之電池鋰化合物的結構和能量，包括：鋰空氣電池中的氧化鋰。由於鋰空氣電池比鋰硫電池具有更高的能量密度，因此具有更大的潛在功率和能力。

在新的合作夥伴關係中，IonQ將開發新的變分量子特徵值求解算法（Variational Quantum Eigensolver algorithm），讓鋰化學達到最適化。這類演算法通常用於量子化學中，例如：模擬分子的基態，即分子能量最少的基態。變分量子特徵求解器實際上是混合算法，其中傳統電腦已經完成大部分工作，而量子處理器是要解決傳統電腦難以處理的部分問題。

基本上，谷歌、IBM、亞馬遜和其他公司主要是採用基於超導迴路的量子位元，而IonQ則是使用基於電磁俘獲離子的量子位元。雖然超導迴路與傳統微晶片技術是兼容的，但捕獲的離子可能具有抗錯誤性等優勢。

該團隊計劃為該專案投入至少12個量子位元和100多個閘門運作。相比之下，戴姆勒與IBM的合作夥伴是透過4個量子位元的量子電腦開發下一代鋰硫電池，而且目前尚未公佈結果。

從這一趨勢來看，汽車製造商（現代、戴姆勒與福斯等）愈來愈多地研究量子運算，因為其希望在整個產業正在發生的革命中，製造出更好、更便宜的電池，因為唯有如此，才能夠長期的戰略中，獲取更大的商業價值，並在一群廠商之中脫穎而出。

現代與IonQ指出，這項合作絕對能夠改善鋰電池的成本、耐用性、容量、安全性和充電行為，這對於電動車成為推動全球減少碳足跡運動有很大幫助。此外，除了電池材料的化學分析，量子運算還可以幫助探索燃料電池技術和材料耐久性。甚至量子機器學習應用程式可用於縮短自動駕駛汽車的訓練時間，並解決預測性維護、倉儲等方面的簡單問題。（730字）

參考資料：
Hyundai, IonQ use quantum computing to simulate EV battery chemical reactions. Fierce Electronics, 2022/1/19
How Quantum Computers Can Make Batteries Better. IEEE Spectrum, 2022/1/20

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