Airbus, BMW Group y Quantinuum, líderes mundiales en movilidad y tecnologías cuánticas, han colaborado para desarrollar un flujo de trabajo híbrido cuántico y clásico que permita acelerar investigaciones futuras utilizando computadoras cuánticas para simular sistemas cuánticos. El enfoque se centra en las reacciones químicas de los catalizadores presentes en las celdas de combustible.
En un nuevo estudio llamado «Aplicabilidad de la computación cuántica para simulaciones de reacciones de reducción de oxígeno», los tres socios informan sobre el modelado preciso de la reacción de reducción de oxígeno (ORR) en la superficie de un catalizador a base de platino. La ORR es una reacción química clave en el proceso de convertir hidrógeno y oxígeno en agua y electricidad dentro de una celda de combustible, y limita la eficiencia del proceso. Debido a su lentitud y a la cantidad de catalizador de platino que se requiere, existe un gran interés en comprender mejor los mecanismos subyacentes de esta reacción.
Utilizando la computadora cuántica H-Series de Quantinuum, el equipo demostró la aplicabilidad de la computación cuántica en un flujo de trabajo industrial para mejorar nuestra comprensión de una reacción química crítica. Las tres empresas planean seguir colaborando para explorar el uso de la computación cuántica en otros desafíos industriales relevantes.
El Dr. Peter Lehnert, Vicepresidente de Tecnologías de Investigación de BMW Group, afirmó: «La circularidad y la movilidad sostenible nos están llevando a la búsqueda de nuevos materiales para crear productos más eficientes y dar forma a la futura experiencia de usuario premium. Ser capaces de simular las propiedades de los materiales con precisión química relevante, aprovechando los beneficios de la aceleración de hardware de la computación cuántica, nos proporciona las herramientas adecuadas para acelerar la innovación en este campo crítico».
BMW Group reconoce el potencial transformador de la computación cuántica y su importancia en la investigación de nuevos materiales. La compañía planea utilizarla para agilizar los procesos y reducir los prototipos de laboratorio. Este estudio representa un avance significativo hacia una transición energética sostenible, beneficiando a las baterías de metal-aire y otros productos con mayor eficiencia.
Isabell Gradert, vicepresidenta de Central Research & Technology de Airbus, comentó: «Podemos ver claramente los beneficios de este estudio en nuestra búsqueda de alternativas sostenibles impulsadas por hidrógeno, como el avión ZEROe, que puede funcionar con motores de pila de combustible. Este estudio confirma que la computación cuántica está madurando a la escala que necesitamos para la aviación».
Airbus ha identificado el hidrógeno como una opción prometedora para impulsar aviones con bajas emisiones de carbono. La compañía planea probar un sistema de propulsión de hidrógeno en su avión de demostración ZEROe en los próximos años, con la ambición de lanzar el primer avión comercial propulsado por hidrógeno del mundo en 2035.
Ilyas Khan, Director de Producto de Quantinuum, afirmó: «Estamos orgullosos de haber estado trabajando durante algún tiempo apoyando a BMW Group y Airbus, ambos líderes en sus campos, y ambos reconocen que la computación cuántica puede desempeñar un papel clave en el avance de la movilidad sostenible del futuro. En este trabajo pionero, demostramos cómo integrar la computación cuántica en los flujos de trabajo industriales de dos de las empresas tecnológicamente más avanzadas del mundo, abordando problemas de ciencia de materiales que son un objetivo principal para el progreso utilizando la computación cuántica».
El equipo de investigación espera que la comprensión de la reacción ORR proporcione información clave para identificar materiales alternativos que mejoren el rendimiento y reduzcan los costos de producción de las pilas de combustible. Las computadoras clásicas no pueden modelar con precisión las reacciones químicas como la ORR debido a las propiedades cuánticas de los mecanismos involucrados, lo que convierte a la computación cuántica en un candidato prometedor para mejorar estas simulaciones en el futuro.
Quantinuum es la compañía de computación cuántica integrada más grande del mundo. Han combinado el hardware líder de Honeywell Quantum Solutions con las aplicaciones y el middleware líderes de Cambridge Quantum. Su objetivo es crear soluciones comerciales y escalables para resolver los problemas más urgentes del mundo en áreas como energía, logística, cambio climático y salud.
BMW Group es el principal fabricante mundial de automóviles y motocicletas premium. Además, ofrece servicios financieros y de movilidad premium. Su red de producción abarca más de 30 sitios en todo el mundo y tiene presencia global en más de 140 países.
Airbus es pionera en la industria aeroespacial sostenible, ofreciendo soluciones eficientes y tecnológicamente avanzadas en servicios aeroespaciales, de defensa y relacionados. En aviones comerciales, Airbus se destaca por ofrecer los aviones más modernos y eficientes en combustible. También es líder en defensa y seguridad en Europa y una de las principales empresas espaciales a nivel mundial. En helicópteros, Airbus ofrece soluciones tanto civiles como militares.
Este avance en la computación cuántica representa un paso importante hacia la movilidad sostenible del futuro y abre las puertas a nuevas posibilidades en la investigación y desarrollo de materiales y procesos industriales.
