Per sviluppare materiali per batterie più sicuri, leggeri ed economici, l’azienda canadese di tecnologia quantistica Xanadu e il Gruppo Volkswagen hanno sottoscritto un programma di ricerca pluriennale. La simulazione accurata ed efficiente dei materiali per le batterie è una sfida per l’industria che potrebbe trarre vantaggio dall’arrivo di computer quantistici fault-tolerant. I metodi classici esistenti, come la teoria del funzionale della densità, sono stati per decenni la colonna portante della chimica computazionale, ma nonostante i numerosi successi, stanno raggiungendo i propri limiti in aree di ricerca fondamentali per la costruzione di batterie migliori.
«Con la strategia New Auto, il Gruppo Volkswagen entra in un nuovo territorio, soprattutto quando si tratta di esplorare le opportunità lungo la catena del valore delle batterie. I materiali ad alte prestazioni di nuova generazione e i processi elettrochimici sono gli ingredienti chiave di questa missione» afferma Nikolai Ardey, responsabile di Volkswagen group innovation. «Lavorare insieme ad aziende all’avanguardia come Xanadu è come salire su un motoscafo diretto verso il prossimo grande passo: il calcolo quantistico potrebbe rivoluzionare la scienza dei materiali e la loro ottimizzazione, competenze chiave per espandere il nostro know-how interno nel campo delle batterie».
Nell’ultimo anno il Gruppo Volkswagen e Xanadu si sono impegnate in una ricerca multidominio che ha interessato la scienza dei materiali, la chimica computazionale, le tecnologie delle batterie e gli algoritmi quantistici, ponendo le basi per le attività di ricerca a lungo termine previste dal programma. Il progetto congiunto mira ad affrontare le sfide dell’industria nella ricerca sulle batterie, concentrandosi sullo sviluppo di algoritmi quantistici avanzati per la simulazione dei materiali delle batterie, che saranno elaborati sui computer quantistici fault-tolerant di prossima generazione di Xanadu. Il primo articolo scientifico del programma include una valutazione iniziale delle risorse necessarie per implementare un algoritmo quantistico per la simulazione di un materiale catodico realistico, il silicato di ferro-dilitio.
«In Xanadu stiamo aprendo nuovi orizzonti per l’hardware, il software e gli algoritmi di calcolo quantistico. Il nostro obiettivo nella ricerca sugli algoritmi quantistici è quello di rendere i computer quantistici veramente utili. Concentrarsi sulle batterie è una scelta strategica, viste le esigenze del settore e le opportunità che l’informatica quantistica offre in termini di una migliore comprensione dei complessi processi chimici all’interno delle celle batteria» ha dichiarato Juan Miguel Arrazola, responsabile degli algoritmi di Xanadu. «Siamo entusiasti di lavorare insieme all’eccellente team del Gruppo Volkswagen per una ricerca all’avanguardia, incentrata sul superamento degli ostacoli tecnici relativi agli algoritmi quantistici. Solo così potremo sfruttare il potenziale dell’informatica quantistica nello sviluppo delle batterie».
Il programma affronterà anche altri problemi computazionali nella ricerca sui materiali, area in cui l’informatica quantistica offre le migliori prospettive per compiere progressi fondamentali. La partnership con Xanadu supporta l’obiettivo più ampio del Gruppo Volkswagen di diventare un provider di mobilità sostenibile basato su dati e software e l’ambizione di essere leader sia nello sviluppo delle batterie, sia nelle applicazioni di calcolo quantistico.
«La partnership con Xanadu è un ottimo esempio dell’impegno del Gruppo Volkswagen a sfruttare tecnologie innovative come l’informatica quantistica per accelerare verso soluzioni di mobilità 100% elettriche, ottimizzando i nostri processi ove possibile» ha dichiarato Arne-Christian Voigt, del team Future Research del Gruppo Volkswagen. «Non vediamo l’ora di esplorare nuove aree nella simulazione dei materiali e di progredire sulla base della ricerca fondamentale svolta finora con il team di Xanadu che si occupa di algoritmi quantistici».
Nello scorso mese di agosto, il Gruppo Volkswagen e il governo canadese hanno firmato un memorandum d’intesa per promuovere la mobilità elettrica nel paese. Le parti hanno concordato di esplorare le opportunità per il Canada di contribuire alle catene di approvvigionamento delle batterie, globali e regionali, del Gruppo Volkswagen. Il governo canadese ha investito e continua a investire fortemente nelle tecnologie quantistiche. Questo approccio ha attratto nel paese i migliori talenti a livello mondiale, ha permesso la creazione di un ecosistema quantistico e ha reso il Canada una nazione leader nel settore.
