La simulazione quantistica dei materiali, la chiave per le batterie del futuro
Il Gruppo Volkswagen ha avviato un piano di ricerca pluriennale con l'azienda canadese Xanadu, specializzata in tecnologia quantistica. Insieme svilupperanno gli algoritmi per simulare il comportamento dei materiali delle batterie.
Le batterie sono il cuore pulsante e il componente più importante di ogni veicolo elettrico. I materiali che le compongono sono fondamentali nel determinare le loro prestazioni - autonomia e velocità di ricarica in testa - e i loro costi. La ricerca sui materiali con cui realizzare le batterie è un tema centrale nell'industria automotive e il Gruppo Volkswagen ha fatto un passo in avanti in questo senso avviando un programma di ricerca pluriennale con l’azienda canadese di tecnologia quantistica Xanadu.
Lo scopo di questa partnership è migliorare le prestazioni degli algoritmi quantistici che vengono usati per simulare il comportamento dei materiali destinati alle batterie. L'obiettivo a lungo termine è diminuire i costi di calcolo e rendere più rapida la diffusione dei computer quantistici all'interno del Gruppo Volkswagen.
Computer fault-tolerant
La prossima sfida che l'industria automotive dovrà affrontare è la simulazione accurata ed efficiente sui materiali destinati alle batterie. In questo potranno essere d'aiuto i computer quantistici fault-tolerant, che sono in grado di applicare schemi di correzione degli errori riducendoli al minimo. I metodi tradizionali, come la teoria del funzionale della densità, per decenni sono stati la colonna portante della chimica computazionale, ma nella ricerca sulle batterie stanno raggiungendo i propri limiti.
"Con la strategia NEW AUTO, il Gruppo Volkswagen entra in un nuovo territorio, soprattutto per quanto riguarda la catena del valore delle batterie e ad alcune sue parti specifiche, come i materiali di nuova generazione e i processi elettrochimici" spiega Nikolai Ardey, Responsabile di Volkswagen Group Innovation.
Scienza dei materiali
“Lavorare con aziende all’avanguardia come Xanadu vuol dire andare verso il prossimo grande passo: il calcolo quantistico potrebbe rivoluzionare la scienza dei materiali e la loro ottimizzazione, che sono competenze chiave per ampliare il nostro know-how sulle batterie” aggiunge Ardey.
Nell'ultimo anno la ricerca del Gruppo Volkswagen e di Xanadu ha riguardato la scienza dei materiali, la chimica computazionale, le tecnologie delle batterie e gli algoritmi quantistici; in questo modo sono state create le fondamenta per le attività di ricerca a lungo termine, il cui scopo è sviluppare algoritmi quantistici avanzati per creare simulazioni affidabili circa il comportamento dei materiali che possono essere impiegati nelle batterie.
I primi risultati di questa collaborazione, riassunti in un articolo scientifico, includono una prima valutazione delle risorse per creare un algoritmo quantistico dedicato alla simulazione del silicato di ferro-dilitio, ovvero un materiale catodico realistico.
Mobilità sostenibile
"Xanadu sta aprendo nuovi orizzonti per l’hardware, il software e gli algoritmi quantistici. Vogliamo rendere i computer quantistici realmente utili e le batterie sono un settore strategico, sia per le esigenze dell'automotive che per la complessità dei loro processi chimici" ha spiegato Juan Miguel Arrazola, Responsabile degli Algoritmi di Xanadu. “Siamo entusiasti di lavorare con il Gruppo Volkswagen per una ricerca all’avanguardia e per superare gli ostacoli tecnici relativi agli algoritmi quantistici".
Il programma affronterà anche altri problemi computazionali nella ricerca sui materiali, area in cui le potenzialità dell'informatica quantistica sono altissime. La partnership con Xanadu fa parte della visione più ampia del Gruppo Volkswagen di trasformarsi in un fornitore di mobilità sostenibile con un business basato sui dati e sul software, ma anche di essere leader nello sviluppo delle batterie e nelle applicazioni di calcolo quantistico.
L'avanguardia canadese
“La partnership con Xanadu è un ottimo esempio del nostro impegno su tecnologie innovative, come l’informatica quantistica, che possono accelerare il percorso verso una mobilità 100% elettrica, ottimizzando i nostri processi" spiega Arne-Christian Voigt, del team Future Research del Gruppo Volkswagen.
Nello scorso mese di agosto, il Gruppo Volkswagen e il Governo canadese hanno firmato un memorandum d'intesa per promuovere la mobilità elettrica in Canada. Verranno esplorate le opportunità con cui il Canada può contribuire alle catene di fornitura delle batterie, globali e regionali, del Gruppo. Il Governo canadese ha investito e continua a investire molto nelle tecnologie quantistiche e ha attratto i migliori talenti a livello mondiale, creando un ecosistema quantistico e rendendo il Canada una nazione leader nel settore.
Fonte: Volkswagen Newsroom
VGI | U.O. Responsabile: VP | Data di creazione: data dell’articolo | Classe 9.1