Unser Projekt BASIQ hat einen weiteren Partner für die Simulation von Batteriematerialien auf atomistischer Ebene mit Quantencomputern gefunden. In der Ausschreibung Quantenchemie | Hybride Verfahren ging der Zuschlag an das Quantencomputing-Startup Kipu Quantum.
Kipu Quantum wird für BASIQ unter anderem neuartige Algorithmen zur statischen und dynamischen quantenchemischen Simulationen entwickeln, die auf den Quantencomputern der DLR QCI ausgeführt werden sollen. Dazu liefert das Startup ein Quantum-Einbettungsverfahren, um eine analoge Quantensimulation in die quantenchemische Simulation auf einem klassischen Computer einzubetten.
Schwierige Teilprobleme einer quantenchemischen Simulation können so mit Vorteil auf einem Quantencomputer gelöst werden. So können schwierige Teilprobleme der Quantenchemie auf einem Quantencomputer genau und unproblematische Teilprobleme auf klassischen Computern effizient gelöst werden. BASIQ möchte die Vorteile der analogen Quantensimulation mit denen des digitalen Quantencomputings verbinden. Die von Kipu Quantum entwickelte digital-kontradiabatische Technologie zur optimierten Kompression von Quantenschaltkreisen ist ein Schritt zu diesem Ziel. Sie ermöglicht die effiziente Quantensimulation auf NISQ-Ära-Quantencomputern mit wenigen Quantengattern.
Quantencomputer unterstützen die Suche nach innovativen Materialien und Produkten
Das DLR verfolgt mit seinem Projekt BASIQ (Batteriematerial-Simulation mit Quantencomputern) 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. BASIQ konzentriert sich dabei auf Materialsimulationen für gatterbasierte Quantencomputer im Anwendungsbereich von Batteriematerialien. Dabei werden feste kristalline Elektroden (zum Beispiel Mischoxide), flüssige Elektrolyte (zum Beispiel Wasser) und die Elektrodengrenzfläche (zum Beispiel Metalloberflächen) simuliert. Damit werden alle entscheidenden Materialkomponenten für die Simulation einer Batteriezelle betrachtet. Darüber hinaus werden partielle Differentialgleichungen (PDE) untersucht, die das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten in einer elektrochemischen Zelle, vor allem Elektroden und Elektrolyt simulieren.
Batteriematerial-Simulation mit Quantencomputern
BASIQ simuliert Batteriematerialien auf atomistischer Ebene und Batteriezellen auf Kontinuumsebene mit Quantencomputern der DLR Quantencomputing-Initiative und passt die Quantensimulation an spezifische Hardware an.
Kipu Quantum
Kipu Quantum ist ein deutsches Startup für Quantencomputer mit Sitz in Karlsruhe und Berlin. Sein Kerngeschäft ist die Entwicklung maßgeschneiderter Algorithm auf Kund:innenprobleme und die Einbettung von Quanten-Algorithmen in durch Kund:innen nutzbare Software.
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