IonQ 和現(xiàn)代汽車(chē)公司聯(lián)手開(kāi)發(fā)了新型變分量子本征求解器 （VQE） 技術(shù)，用于研究鋰化合物和電池化學(xué)中的化學(xué)相互作用。VQE 是一種優(yōu)化算法，它找到將解決給定優(yōu)化任務(wù)的一組值。VQE 采用變分原理來(lái)計(jì)算哈密頓量的基態(tài)能量。由于計(jì)算機(jī)的限制，傳統(tǒng)的計(jì)算技術(shù)的準(zhǔn)確性受到限制。

　　此次合作旨在開(kāi)發(fā)一種可在量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的電池化學(xué)模型，以重建氧化鋰的結(jié)構(gòu)和能量，以提高鋰電池的性能、成本和安全性。許多技術(shù)進(jìn)步將在下一代汽車(chē)中得到檢驗(yàn)。

　　作為研究的結(jié)果，電動(dòng)汽車(chē)可能更容易被客戶(hù)使用。

　　IonQ 總裁兼首席執(zhí)行官 Peter Chapman 在接受 EE Times 采訪(fǎng)時(shí)表示，電池是 EV 開(kāi)發(fā)中最困難的組成部分，占 EV 整個(gè)生產(chǎn)成本的一半，這就是為什么它們?nèi)匀槐韧葍?nèi)燃機(jī)更昂貴的原因汽車(chē)。“較低的電池價(jià)格將使它們更接近內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的價(jià)格，從而在汽車(chē)領(lǐng)域更快、更深入地采用?！?改進(jìn)的電池也會(huì)使電動(dòng)汽車(chē)更具吸引力?？蛻?hù)提出的許多未準(zhǔn)備好進(jìn)行轉(zhuǎn)換的最常見(jiàn)原因——范圍有限、充電緩慢和電池壽命短——可以通過(guò)電池更新來(lái)解決。

　　電動(dòng)汽車(chē)的特點(diǎn)

　　電池及其充電過(guò)程（電流與汽油/汽油）是 ICE 和 EV 之間的主要區(qū)別。與傳統(tǒng)汽車(chē)相比，電動(dòng)汽車(chē)采用電??動(dòng)機(jī)、高壓、大容量電池組和各種動(dòng)力總成技術(shù)來(lái)啟動(dòng)和提供車(chē)載服務(wù)。

　　與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比，新型電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)生的污染更少。然而，為了使它們真正具有可持續(xù)性，必須減少動(dòng)力和電池制造對(duì)環(huán)境的影響。未來(lái)將需要使用可替代鈷的高效材料的新一代電池來(lái)減少電動(dòng)汽車(chē)對(duì)環(huán)境的影響。

　　新電池將決定電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程和可靠性，以及它的日益普及。

　　“因?yàn)樗鼈兌际橇孔恿W(xué)系統(tǒng)，所以量子計(jì)算機(jī)非常適合模仿分子行為。電池中使用的主要化學(xué)物質(zhì)的模擬可能有助于預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，并可能產(chǎn)生新形式的原材料，從而在未來(lái)的電池開(kāi)發(fā)中節(jié)省時(shí)間、金錢(qián)和精力。

　　量子技術(shù)

　　開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)最具挑戰(zhàn)性的方面之一是盡可能降低錯(cuò)誤率。在制造量子比特的幾種方法中，IonQ 捕獲的離子具有最低的錯(cuò)誤率和最多的量子比特之間的連接數(shù)。為了提供必要的穩(wěn)定性，IonQ 的量子處理器由 3D 空間中的這些原子提供動(dòng)力，并由激光束控制。

　　根據(jù)業(yè)界的說(shuō)法，量子位計(jì)數(shù)是評(píng)估量子處理器的能力和實(shí)用性的最重要指標(biāo)。然而，當(dāng)量子比特的數(shù)量增加時(shí)，需要更準(zhǔn)確和可信的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。事實(shí)上，更少的高質(zhì)量量子比特通?？梢詣龠^(guò)許多低質(zhì)量的量子比特，尤其是在錯(cuò)誤率很低的情況下。

　　在固態(tài)系統(tǒng)中，每個(gè)量子位都是獨(dú)一無(wú)二的，噪聲極大，并且在計(jì)算過(guò)程中必須幾乎完全隔離。這是固態(tài)技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)楦鶕?jù)定義，固態(tài)不是孤立的。為了保持原子穩(wěn)定，IonQ 使用激光冷卻。如果激光被正確校準(zhǔn)，這種方法可以使原子處于靜止?fàn)顟B(tài)。應(yīng)該注意的是，這個(gè)過(guò)程不需要冷藏或復(fù)雜的設(shè)備；所需要的只是一束激光。

　　“我們正在以多種方式使用激光?！?除了允許我們的系統(tǒng)在室溫下運(yùn)行之外，激光還允許我們根據(jù)客戶(hù)的需要調(diào)整和更改設(shè)計(jì)。我們的激光控制軟件具有延展性，可以打開(kāi)和關(guān)閉；你不能打開(kāi)和關(guān)閉物理金屬線(xiàn)，它就在那里，”查普曼說(shuō)。

　　今天宣布的合作伙伴關(guān)系是現(xiàn)代 2025 戰(zhàn)略雄心的重要組成部分，其中包括每年銷(xiāo)售 560，000 輛電動(dòng)汽車(chē)，并向消費(fèi)者推出超過(guò) 12 款純電動(dòng)汽車(chē) （BEV） 車(chē)型。此外，由于電動(dòng)汽車(chē)在實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，該聯(lián)盟代表著在應(yīng)對(duì) 氣候變化威脅方面向前邁出了重要一步。

　　與今天的吸熱發(fā)動(dòng)機(jī)相比，電動(dòng)汽車(chē)是一種更環(huán)保的替代品，眾所周知，吸熱發(fā)動(dòng)機(jī)將在未來(lái)幾年內(nèi)逐步淘汰。為了完全可持續(xù)，道路交通必須電氣化并輔以適當(dāng)?shù)拇胧?。這涉及投資可再生能源解決方案以加快能源轉(zhuǎn)型，并確保汽車(chē)能夠長(zhǎng)時(shí)間使用以抵消制造過(guò)程中所需的額外能源。

　　與許多其他電池一樣，為大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力的鋰離子電池以鈷、鋰和稀土元素等原材料為基礎(chǔ)，這會(huì)對(duì)環(huán)境和人權(quán)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

　　IonQ 堅(jiān)信它可以通過(guò) 量子計(jì)算解決許多氣候變化問(wèn)題。電池效率是最有前途的新興領(lǐng)域之一，量子計(jì)算不僅可以在汽車(chē)領(lǐng)域，而且可以在整個(gè)電網(wǎng)中發(fā)揮作用。IonQ 的計(jì)算機(jī)以前曾被用于演示用于模擬大分子的端到端管道，例如化肥生產(chǎn)中的大分子。

　　“隨著我們的硬件和算法成熟，可以模擬越來(lái)越復(fù)雜的分子和反應(yīng)。我們從氧化鋰開(kāi)始，但在未來(lái)，我們可能會(huì)將目光擴(kuò)展到固態(tài)電池、更好的太陽(yáng)能電池形式的能源生產(chǎn)等等。除了化學(xué)，我們還可能將量子應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、充電網(wǎng)絡(luò)分布、物流、路由等問(wèn)題，”查普曼總結(jié)道。

　　審核編輯：郭婷