新突破！PsiQuantum和奔驰利用容错光量子计算模拟化学电池
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。
PsiQuantum首席科学官PeteShadbolt说：“电池优化对于社会从化石燃料向可持续的交通能源转型至关重要。基于在容错量子计算方面的突破，PsiQuantum已经能够通过当前的量子优化来增强电池的设计。随着越来越多的客户意识到运行有用的量子算法需要纠错，PsiQuantum能够为客户提供容错编程应用和咨询服务。”
在该论文中，PsiQuantum团队评估了运行量子算法的关键难题：如何在硬件上容错和优化现有量子算法。他们发现，当在容错光量子计算机上运行时，该算法能够实现在数小时内、模拟极具挑战性的电解质相互作用反应。PsiQuantum的研究全面分析了使用该算法模拟各种候选分子所需的资源和成本，同时他们还详述了如何在PsiQuantum正在构建的容错量子架构上编译和运行该算法。
关于PsiQuantum
基于在硅光子学和容错量子架构的突破，PsiQuantum正在构建第一台通用规模的光量子计算机，以解决世界上一些最重要的挑战，致力于推动气候、医疗保健、金融、能源、农业、交通、通信等领域的进步。
文：PsiQuantum
编译：李每
注：本文编译自“PsiQuantum”，不代表量子前哨观点。
