宝马、空客和Quantinuum携手

近日，全球航空航天业先驱空中客车（Airbus）、全球领先豪华汽车制造商宝马集团和全球最大独立量子计算公司Quantinuum共同宣布，已开发出一种混合量子-经典工作流程（hybrid Quantum-classical workflow），以加速未来研究，使用量子计算机来模拟量子系统，专注于燃料电池（fuel cell）中催化剂的化学反应。

在一篇名为《量子计算对氧还原反应模拟的适用性》（Applicability of Quantum Computing to Oxygen Reduction Reaction Simulations）的新技术论文中，空客、宝马集团和Quantinuum报告了对铂基催化剂表面的氧还原反应（ORR）进行精确建模。氧还原反应是燃料电池中将氢和氧转化为水和电的过程中的一种化学反应，氧还原反应的电子传递多步且速度慢，传质效率低，需要大量的铂基催化剂，因此，更好地了解反应所涉及的潜在机理，具有很大的利益和价值，也利于推进燃料电池等新型能量存储系统的实际应用。

合作团队使用Quantinuum推出的H型量子计算机，展示了量子计算在工业工作流程中的适用性，以增强我们对关键化学反应的理解。空客、宝马集团和Quantinuum计划进一步合作，探索使用量子计算来应对相关的行业挑战。

宝马集团负责新技术与创新的副总裁莱纳徳博士表示：“循环永续的出行方式正在推动我们探索新材料，创造更高效的产品并塑造未来优质的用户体验。能够利用量子计算硬件的优势，以相关的化学精度模拟材料特性，这为我们提供了正确的工具，以加速这一决定性领域的创新速度。”

作为全球汽车市场的先驱，宝马集团认识到量子计算的变革潜力及其在研究新材料方面的重要性，在研究新材料时，它可以实现更快、更高效的工艺，同时减少实验室原型（lab prototype）。首次使用量子计算接近并准确模拟最基本的电化学过程之一，标志着朝着可持续能源转换迈出了实质性的一步，这同样有利于金属空气电池（metal-air battery），和其它更高效能的产品。

空中客车负责中央研究与技术的副总裁Isabell Gradert表示：“我们能够清楚看到这项研究在我们寻求可持续的氢动力替代品方面的优势，例如由氢燃料电池提供动力的ZEROe概念飞机（空客于2020年发布的全球首款零排放民用飞机），这项研究证实，对于我们航空制造业所需规模上，量子计算正不断成熟。”

在低碳飞机的动力提供方面，空客已将氢气视为富有前景的候选者，因为它在飞行时不会排放二氧化碳，而这些二氧化碳是由可再生能源产生的。空客此前宣布，计划在未来几年内开始在ZEROe演示机上测试氢燃料电池推进系统。空客志于在2035年初期开发出全球首款氢动力商用飞机。

Quantinuum首席产品官Ilyas Khan表示：“一段时间以来，我们一直很高兴能为宝马集团和空客提供支持，这两家企业都是各自领域的先锋，他们都认识到量子计算技术可以在推进未来可持续出行方面发挥关键作用。在这项开创性的工作中，我们展示了如何将量子计算集成到这两家全球技术最先进的公司的工业工作流程中，解决材料科学问题，是使用量子计算取得进展的主要目标。”

研究团队希望，了解氧还原反应可以提供洞察力，帮助他们寻找可能改善燃料电池性能和降低生产成本的替代材料。对于传统计算机而言，准确地对氧还原反应等化学反应进行建模是一项棘手的任务，因为其中涉及的化学机制具有量子性质，这使得这类模拟工作成为未来受益于潜在量子优势的出色候选者。