Für unser Projekt BASIQ haben wir per Ausschreibung nach einem Partner für die Batteriezellsimulation auf Kontinuumsebene mit Quantencomputern gesucht. Mit ihrem Vorschlag zur Algorithmen- und Softwareentwicklung für das Lösen partieller Differentialgleichungen im Bereich Lithium-Ionen-Batterien hat uns die Bietergemeinschaft des Beratungsunternehmen D-fine und dem Quantencomputer-Hersteller Planqc überzeugt.
Mithilfe partieller Differentialgleichungen kann man das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten in einer elektrochemischen Zelle – vor allem der Elektroden und des Elektrolyts – simulieren. Zurzeit erfolgt das numerische Lösen von partiellen Differenzialgleichungen (PDEs) mit klassischen Computern. Bei hochaufgelösten, heterogenen Strukturen wie porösen Elektroden stößt dieser Simulationsansatz jedoch an seine Grenzen.
Wesentliche Beschleunigung
Quantencomputer können hier bereits bei einer moderaten Anzahl von Qubits zu einer wesentlichen Beschleunigung der Simulationen führen. Einen Vorteil wird man schon mit gut 100 Qubits erreichen – wodurch eine Umsetzung auf unseren Quantencomputern möglich wird.
Im Projekt QCI BASIQ (Batteriematerial-Simulation mit Quantencomputern) verfolgen wir das Ziel, die Quantencomputer-Industrie bei der Entwicklung von innovativen Materialien und Produkten durch Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu unterstützen. Allgemein wird angenommen, dass Quantensimulationen für die Materialforschung die erste Anwendung von Quantencomputern mit einem praktischen Quantenvorteil sein werden. Deshalb bindet das Projekt gezielt Industriepartner ein. Neben d-fine und planqc wurden bereits die Start-ups HQS und Kipu Quantum für die Simulation von Batteriematerialien auf atomistischer Ebene unter Berücksichtigung von Rauschen des Quantencomputers beziehungsweise mittels hybrider Verfahren beauftragt.
Wir freuen uns sehr über die spannenden Vorschläge und die besondere Konstellation aus Hardware- und Software-Expertise, die QCI BASIQ, die DLR QCI und damit das ganze Ökosystem Quantencomputing bereichern werden.