แอร์บัส (Airbus) บีเอ็มดับเบิลยู กรุ๊ป (BMW Group) และควอนทินิวอัม (Quantinuum) ผู้นำระดับโลกในด้านการเคลื่อนที่และเทคโนโลยีควอนตัม ได้พัฒนาระบบการทำงานควอนตัม-คลาสสิกแบบไฮบริด เพื่อเร่งกระบวนการวิจัยในอนาคตโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมในการจำลองระบบควอนตัม โดยมุ่งเน้นปฏิกิริยาทางเคมีของตัวเร่งในเซลล์เชื้อเพลิง
ในบทความเชิงเทคนิคชิ้นใหม่เรื่อง "การประยุกต์ใช้การประมวลผลควอนตัมในการจำลองปฏิกิริยาลดออกซิเจน" (Applicability of Quantum Computing to Oxygen Reduction Reaction Simulations) พันธมิตรทั้งสามรายได้รายงานการสร้างแบบจำลองปฏิกิริยาลดออกซิเจน ("ORR") อย่างแม่นยำบนพื้นผิวของตัวเร่งที่ทำจากแพลทินัม ซึ่ง ORR ที่ว่านี้คือปฏิกิริยาเคมีในกระบวนการที่แปลงไฮโดรเจนและออกซิเจนเป็นน้ำและไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพของกระบวนการ โดยเป็นไปอย่างค่อนข้างช้าและต้องใช้ตัวเร่งแพลทินัมจำนวนมาก จึงมีความสนใจและมีคุณค่าอย่างสูงในการทำความเข้าใจกลไกที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาดังกล่าวนี้ให้ดียิ่งขึ้น
คณะทำงานได้ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเอช ซีรีส์ (H-Series) ของควอนทินิวอัม เพื่อแสดงความสามารถในการประยุกต์ใช้การประมวลผลควอนตัมในระบบการทำงานเชิงอุตสาหกรรม เพื่อยกระดับความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญ บริษัททั้งสามนี้มีแผนที่จะทำงานร่วมกันเพิ่มเติมต่อไป เพื่อสำรวจการใช้การประมวลผลควอนตัมในการจัดการกับความท้าทายเชิงอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง
ดร. ปีเตอร์ เลห์เนิร์ต ( Dr. Peter Lehnert) รองประธานฝ่ายเทคโนโลยีการวิจัยของบีเอ็มดับเบิลยู กรุ๊ป กล่าวว่า "การหมุนเวียนและการเคลื่อนที่ที่ยั่งยืนผลักดันให้เราค้นหาวัสดุใหม่ ๆ เพื่อที่จะสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น และเสริมสร้างประสบการณ์ผู้ใช้ระดับพรีเมียมในอนาคต การจำลองคุณสมบัติของวัสดุด้วยความแม่นยำทางเคมีที่เกี่ยวข้อง โดยใช้ประโยชน์จากฮาร์ดแวร์การประมวลผลควอนตัมที่ช่วยเร่งกระบวนการนั้น ได้มอบเครื่องมือที่เหมาะสมอย่างยิ่งให้กับเราในการพัฒนานวัตกรรมอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้นสำหรับด้านสำคัญนี้"
ในฐานะผู้บุกเบิกในตลาดยานยนต์ระดับโลก บีเอ็มดับเบิลยู กรุ๊ป เล็งเห็นศักยภาพของการประมวลผลควอนตัมในการสร้างการเปลี่ยนแปลง ตลอดจนความสำคัญในการใช้ศึกษาวิจัยวัสดุใหม่ ๆ ซึ่งเป็นด้านที่การประมวลผลควอนตัมสามารถเอื้อให้เกิดกระบวนการที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น พร้อมทั้งลดจำนวนตัวจำลองต้นแบบที่ต้องใช้ในแล็บ การจัดการและจำลองกระบวนการทางไฟฟ้าเคมีขั้นพื้นฐานได้อย่างแม่นยำเป็นครั้งแรกโดยใช้การประมวลผลควอนตัม ถือเป็นความก้าวหน้าอย่างใหญ่หลวงในการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานยั่งยืน โดยส่งผลดีต่อแบตเตอรี่โลหะอากาศ และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ด้วยประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น
คุณอิซาเบล กราเดิร์ต ( Isabell Gradert) รองประธานฝ่ายการวิจัยและเทคโนโลยีหลักของแอร์บัส กล่าวว่า "เรามองเห็นประโยชน์ของการศึกษาวิจัยนี้ได้อย่างชัดเจนในการแสวงหาทางเลือกที่ยั่งยืนและใช้พลังงานไฮโดรเจน อย่างเช่น อากาศยานซีโรอี (ZEROe) ซึ่งอาจทำงานโดยใช้เครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิง การศึกษาวิจัยนี้ยืนยันว่าการประมวลผลควอนตัมกำลังพัฒนาในระดับที่เราต้องการสำหรับด้านการบิน"
แอร์บัสมองว่าไฮโดรเจนเป็นตัวเลือกเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพสำหรับอากาศยานคาร์บอนต่ำ เพราะไม่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ขณะบินเมื่อสร้างจากพลังงานหมุนเวียน ก่อนหน้านี้บริษัทได้ประกาศแผนที่จะเริ่มทดสอบระบบขับเคลื่อนเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนบนอากาศยานสาธิตซีโรอี (ZEROe) ของบริษัทในช่วงไม่กี่ปีข้างหน้านี้ บริษัทมีความมุ่งหมายที่จะพัฒนาอากาศยานเชิงพาณิชย์ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนเป็นครั้งแรกของโลกเพื่อที่จะเข้าสู่ตลาดภายในปี 2578
คุณอิลยาส คาน ( Ilyas Khan) ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายผลิตภัณฑ์ ควอนทินิวอัม กล่าวว่า "เราตื่นเต้นที่ได้ทำงานร่วมกันมาเป็นระยะหนึ่งแล้วเพื่อที่จะสนับสนุนบีเอ็มดับเบิลยู กรุ๊ป และแอร์บัส ซึ่งต่างเป็นผู้นำในด้านของตน ทั้งสองเล็งเห็นว่าการประมวลผลควอนตัมสามารถมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาการเคลื่อนที่ที่ยั่งยืนในอนาคต ในการทำงานซึ่งเป็นการบุกเบิกนี้ เราแสดงวิธีนำการประมวลผลควอนตัมมารวมกับระบบการทำงานเชิงอุตสาหกรรมของสองบริษัทที่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีสูงสุดเป็นอันดับต้น ๆ ของโลก โดยจัดการกับปัญหาด้านวัสดุที่เป็นเป้าหมายสำคัญเพื่อให้เกิดความก้าวหน้าโดยใช้การประมวลผลควอนตัม"
ทีมวิจัยหวังว่าความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิกิริยา ORR จะช่วยมอบมุมมองเชิงลึก ที่ช่วยให้ทั้งสองบริษัทพบวัสดุทางเลือกที่อาจจะยกระดับสมรรถนะและลดต้นทุนการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงได้ การสร้างแบบจำลองปฏิกิริยาเคมีอย่าง ORR ได้อย่างแม่นยำเป็นงานที่จัดการได้ยากสำหรับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม เนื่องจากคุณสมบัติควอนตัมของกลไกทางเคมีที่เกี่ยวข้อง จึงทำให้การจำลองเช่นนี้เหมาะสมที่จะใช้ประโยชน์จากศักยภาพความได้เปรียบของควอนตัมในอนาคต
