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材料科学
近日，大众汽车与加拿大量子科技公司Xanadu达成了一项合作。双方将启动一项长期研究计划，经过合作，实现对电池材料更精确和高效的模拟。加速大众汽车采用量子计算机来开发更安全、更轻、更具成本效益的电池材料。
该计划利用量子计算实现创新技术，将会产生很好的效应。这也标志着大众汽车在加速实现100%电动汽车解决方案的同时，期望通过与加拿大Xanadu算法研究团队在材料模拟的取得新的突破。
准确和高效模拟电池材料是全行业面临的一项挑战，而容错量子计算机或许可以带来突破的改变。几十年来，现有的经典方法，如密度泛函理论，一直是计算化学的基石并取得了广泛的成功，然而却在构建更优性能电池的关键研究领域中遇到了瓶颈。
下一代高性能材料和电化学工艺是关键。该项举动意味着对于电池价值链的更多探索和研究，大众汽车由此迈向了新领域。大众汽车集团创新主管Nikolai Ardey博士认为，与Xanadu这样的尖端公司合作就像跳上了艘快船，瞄准未来正行驶开去。量子计算将会触发材料科学和优化上的一场变革。而材料科学和优化对于提高我们自己的电池研究专业知识来说尤为重要。
量子模拟（Simulation）
量子计算具有经典计算不具有的并行计算能力，可对某些经典算法理论上有指数级的加速。量子系统将能够解决多种计算问题，涵盖的重点主要包括模拟、优化等的复杂应用。量子模拟（Simulation）。量子计算机将能够模拟自然界中存在但难以用传统计算机研究的过程。通过这样做，它们将改变药物发现、电池设计和流体动力学等，以及衍生品和期权定价。
从去年开始，大众汽车和Xanadu已联手展开多领域的研究合作，包括材料科学、计算化学、电池技术以及量子算法等为该计划所进行的前期准备工作。这一长期研究工作旨在应对电池研究这一行业挑战，合作开发模拟电池材料的先进量子算法。计算和模拟将由Xanadu的下一代容错量子计算机处理。该研究计划的第一篇成果已发表在今年九月份《Physical Review A》刊物上，该文章重点介绍了对实现模拟现实阴极材料的量子算法所需资源（硅酸二锂铁）的首次估计。
Xanadu算法负责人Juan Miguel Arrazola表示，不论是鉴于行业的需求还是量子计算在材料设计上的前景，电池的研究都能够帮助理解电池内部的复杂化学反应。这是一项战略性的选择。通过合作我们可以展开前沿研究，一同攻克量子算法的技术难题，而这对于模拟电池量子计算上的探索将创造进一步的可能。此项研究还会探讨其他等涉及材料研发其他一些计算问题，并释放量子计算的巨大潜力。
此项研究计划将助力大众汽车实现更大的目标：成为数据和软件驱动的可持续移动供应商，以及电池开发和量子计算应用领域领导者。据全球咨询机构德勤的预测，到2030年，全球电动汽车或达3000万辆规模。动力电池是电动汽车最为重要的组成部分之一，也是推动电动汽车时代发展的核心所在。只有能量密度更高、使用更安全、生命周期更长、成本更优的电池组件才能真正推动汽车行业进入电气时代，大众汽车持续针对动力电池行业所做的行动，正是在加速迎接这一变革的到来。
此外，加政府将持续加大对于量子技术领域的投资。汇聚该领域的顶级人才，引导其量子生态系统的发展，以此获得量子计算竞赛中的领跑者地位。
Xanadu，是一家总部位于多伦多的量子技术初创公司，专注于可通过云访问的光子量子计算机，并开发量子机器学习和模拟量子光子设备的开源软件。
参考链接：
https://www.volkswagen-newsroom.com/en/press-releases/volkswagen-group-and-xanadu-establish-quantum-simulation-program-for-battery-materials-15253
