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通过量子计算机对电池设计建模

导读 大家好,小科来为大家解答以上问题。通过量子计算机对电池设计建模这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧! 解答:1、量子计算的巨大...

大家好,小科来为大家解答以上问题。通过量子计算机对电池设计建模这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

解答:

1、 量子计算的巨大潜力正被应用于一个关键的储能问题:改善电池模拟模型,这有助于加速研究更安全、更高效的储能和电动汽车及其他消费应用的新电池材料。

2、 量子算法开发商剑桥量子计算公司(Cambridge Quantum Computing)正在与德国航空航天中心合作,研究如何利用量子机器提高电池模拟的保真度。应用量子算法求解偏微分方程,初步实现了锂离子电池的一维仿真。

3、 经过处理后,机器学习框架为渲染完整的3D电池模拟提供了基础,可以在“嘈杂的介质量子”计算机上执行。德国研究中心表示,将在IBM Q量子机器上运行其量子模拟。

4、 剑桥量子的机器学习和量子算法负责人马蒂亚菲奥伦蒂尼说:“我们希望提高(锂离子)电池的性能,这意味着它们可以在不影响安全性的情况下储存多少能量。”

5、 这项研究还解决了电池耐用性和供应链问题,例如减少对商用电池中使用的锂的依赖。研究还可以专注于替代电池材料,如丰富的高能锌。

6、 3D电池模拟模型还为新兴的量子计算平台提供了一个新的用例,包括像IBM的q这样的噪声系统。这些平台正在通过像剑桥量子这样的机器学习算法得到增强。合作伙伴表示,这种结合将为高分辨率、多尺度的模拟模型奠定基础,包括整个电池的模拟。

7、 “硬件会变得更好,”菲奥伦蒂尼在接受采访时说。

8、 剑桥量子公司的马蒂亚菲奥伦蒂尼

9、 除了求解与仿真模型相关的偏微分方程,量子计算还可以通过在量子计算机上编码信息来描述完整的系统。“这非常有用,”菲奥伦蒂尼补充道。

10、 “与经典计算机相比,量子计算机确实可以做得更好,”他说。“在与德国航空航天中心的合作中,我们希望首先证明描述电池的数学问题可以用量子计算机来解决。”佛罗伦萨相信他们能做到。

11、 “我们的目标是试图证明类似于计算流体力学领域的东西,即找到电池的一个方面或电池的一种特定设计……我们可以证明[量子计算机]具有优势。”

12、 所以合作的目标是用基于量子的机器来模拟整个电池系统。由此产生的模型将提供电池性能的详细概述,也可用于关注电池设计的特定方面。

13、 这将使研究人员能够“调整和改进电池的所有方面”,包括新材料的快速原型制作和对其行为的评估。菲奥伦蒂尼说,这为加速性能特性的评估开辟了可能性,例如可以安全储存的能量密度,毒性,耐用性和在更长时间内测量的电池行为。

14、 德国的航空航天研究人员此前使用经典的计算机建模研究了一系列不同的电池类型,包括锂离子和锌薄膜等“超越锂技术”。

15、 最新的合作展示了量子计算和机器学习在解决储能和电池安全等关键领域的实际问题方面的发展。该研究中心在宣布与剑桥量子计算公司合作时表示:“这是将偏微分方程模型与最近的量子计算相结合的最早的作品之一。”

16、 菲奥伦蒂尼表示,这一合作将有助于加速量子计算从理论工具到计算平台的转变,并在3D模拟建模等领域提供关键优势。随着量子计算的发展,他总结道,“我们需要打一场持久战。”

17、 回顾黄浩宇

本文到此结束,希望对大家有所帮助。

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