宝马集团、空中客车公司和 Quantinuum 合作利用尖端量子计算机快速推进可持续交通研究

2023 年 8 月 2 日 - 移动和量子技术领域的全球领导者空中客车公司、宝马集团和 Quantinuum 开发了一种混合量子经典工作流程，以加快未来使用量子计算机模拟量子系统的研究，重点关注燃料中催化剂的化学反应细胞。

在arXiv上分享的一篇新技术论文“量子计算对氧还原反应模拟的适用性”中，三个合作伙伴报告了对铂基催化剂表面上的氧还原反应（“ORR”）的精确建模。ORR 是燃料电池中氢和氧转化为水和电的过程中发生的化学反应限制了该过程的效率。该过程相对缓慢并且需要大量的铂催化剂，因此更好地理解具有很大的兴趣和价值反应涉及的潜在机制。

使用 Quantinuum 的 H 系列量子计算机，协作团队展示了量子计算在工业工作流程中的适用性，以增强我们对关键化学反应的理解。三大公司计划进一步合作，探索利用量子计算解决相关的工业挑战。

宝马集团研究技术副总裁 Peter Lehnert 博士表示：“循环性和可持续移动性促使我们寻求新材料，以创造更高效的产品并塑造未来的优质用户体验。得益于加速的量子计算硬件，能够以相关化学精度模拟材料特性，这为我们提供了正确的工具，可以加快这一决定性领域的创新速度。”

作为全球汽车市场的先驱，宝马集团认识到量子计算的变革潜力及其在研究新材料方面的重要性，它可以实现更快、更高效的流程，同时减少实验室原型。首次使用量子计算接近并准确模拟最基本的电化学过程之一，标志着朝着可持续能源转型迈出了实质性的一步，使金属空气电池和其他产品受益，并提高了效率。

空中客车公司中央研究与技术副总裁伊莎贝尔·格拉德特 (Isabell Gradert) 表示：“我们可以清楚地预见到这项研究对我们寻求可持续的氢动力替代品的好处，例如可以使用燃料电池发动机运行的 ZEROe 飞机。该研究证实，量子计算正在成熟，达到了航空业所需的规模。”

空中客车公司已将氢气视为低碳飞机动力的有前途的候选者，因为它是由可再生能源产生的，在飞行时不会排放CO 2 。该公司此前宣布计划在未来几年内开始在其ZEROe验证机上测试氢动力燃料电池推进系统。该公司的目标是到 2035 年开发出世界上第一架氢动力商用飞机并进入市场。 

Quantinuum 首席产品官 Ilyas Khan 表示：“我们很高兴能够为宝马集团和空中客车公司提供支持，这两家公司都是各自领域的领导者，并且双方都认识到量子计算可以在推进未来可持续交通。在这项开创性的工作中，我们展示了如何将量子计算集成到世界上两家技术最先进的公司的工业工作流程中，解决材料科学问题，这是使用量子计算取得进展的主要目标。”

研究小组希望通过了解 ORR 反应提供见解，帮助他们识别可提高燃料电池性能并降低生产成本的替代材料。由于所涉及的化学机制的量子特性，准确地模拟 ORR 等化学反应对于经典计算机来说是一项艰巨的任务，这使得此类模拟成为未来受益于潜在量子优势的良好候选者。