大众汽车使用量子计算机制造更好的电动汽车电池

2018-06-11 11:48 环球网

  【环球网科技记者樊俊卿】为电动汽车制造高性能电池是一个复杂、耗时的工程。大众汽车的工程师们找到了新的设计方法。

  世界四大汽车生产商之一的德国大众汽车宣布,大众的汽车工程师们已经开始试用量子计算机来模拟锂氢和碳链这样的化学结构,最终开发出一种定制电池的蓝图。该电池可以针对不同的特型进行优化,如减轻重量、提升功率密度或更换新的电池组件。

  量子计算机(quantum computer)是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

  普通的数字计算机在0和1的二进制系统上运行,称为“比特”(bit)。但量子计算机要更为强大。它们可以在量子比特(qubit)上运算,可以计算0和1之间的数值。假想一个放置在磁场中的原子,它像陀螺一样旋转,于是它的旋转轴可以不是向上指就是向下指。常识告诉我们:原子的旋转可能向上也可能向下,但不可能同时都进行。但在量子的奇异世界中,原子被描述为两种状态的总和,一个向上转的原子和一个向下转的原子的总和。在量子的奇妙世界中,每一种物体都会用不可思议状态的总和来描述。

  在2007年,加拿大计算机公司D-Wave展示了全球首台量子计算机“Orion(猎户座)”,它利用了量子退火效应来实现量子计算。该公司此后在2011年推出具有128个量子位的D-Wave One型量子计算机并在2013年宣称NASA与谷歌公司共同预定了一台具有512个量子位的D-Wave Two量子计算机。

  2013年6月8日,由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队首次成功实现了用量子计算机求解线性方程组的实验。据介绍,线性方程组广泛应用于几乎每一个科学和工程领域。实验的成功标志着中国在光学量子计算领域保持着国际领先地位。

  “我们正在努力为大众开发量子计算机的潜力,”科学家Florian Neukart(弗罗里安纽卡特)在一份声明中说,“电子化学材料的模拟是这方面的一个重要课题,在这个领域,我们正在进行真正的、具有开创性的工作。我们相信,商用量子计算机将带来此前无法想象的机遇。我们将通过它的辅助获得目前所需的全部专业知识。”

  目前大众汽车正在与谷歌及D-Wave合作,由他们提供商业量子计算机系统,在协助大众设计全新电池组的同时,大众还可以提供大量的基础数据,帮助D-Wave进一步完善算法,推动量子计算机的发展。

责编:樊俊卿
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