قفزة نوعية لبطاريات السيارات الكهربائية؟

ستحتاج بطاريات المستقبل إلى وزن أقل، وشحن أسرع، وفترة عمل أطول. يختبر الباحثون اليوم أنظمة كيميائية جديدة، لكن البعض يأمل أن تحدث ثورة في صناعة البطاريات بواسطة تقنية لا تزال في مهدها: الحوسبة الكميّة.

بصورة أكبر

أقام العديد من صانعي السيارات شراكات في السنوات القليلة الماضية لتطبيق الحوسبة الكميّة على أبحاث كيمياء البطاريات حيث تعمل Daimler مع IBM، وتعمل Toyota مع QunaSys، وتعمل Hyundai مع IonQ.

لكن؟ ما هي الحوسبة الكميّة؟

الكمبيوتر الكمي هو جهاز يستخدم مبادئ ميكانيك الكم في القيام بمعالجة البيانات أو المعلومات التي يتم إدخالها في الجهاز، وقد قام العالم الفيزيائي الأمريكي ريتشارد فاينمان في عام 1959م باقتراح تصميم أجهزة كمبيوتر تعمل على مبدأ ميكانيك الكم، فيكون الجهاز أكثر قوةً وسرعة في القيام بالعمليات الحسابية المختلفة مقارنة مع الكمبيوتر الرقمي التقليدي (أسرع بأكثر من مئة مليون مرّة!).

بالعودة لموضوعنا عن البطاريات

يُعد تطبيق تقنية الحوسبة الكميّة على أبحاث البطاريات حالة استخدام مبكرة واعدة لأنها يمكن أن تحسن فهم الصناعة للتفاعلات الكيميائية المعقدة التي تحدث داخل البطاريات.

يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكميّة محاكاة التفاعلات الجزيئية بين الذرات عند الشحن بدقة وبطريقة لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر التقليدية القيام بها، مما يسمح للباحثين بمحاكاة التفاعلات بين مواد البطاريات افتراضيًا بدلاً من القيام بها في المختبر العادي.

نظرياً

سيسمح هذا للكيميائيين وعلماء المواد بالعمل بسرعة أكبر وتحقيق نتائج بدقة وكفاءة أعلى، مما يساعد على خفض تكلفة البطاريات.

لكن في الوقع

“يمكن للكومبيوتر الكمي أن يغيّر قواعد اللعبة من حيث كيفية اكتشاف ومن ثم تصنيع بطاريات أفضل. ولكن للقيام بذلك، فأنت بحاجة إلى آلة يمكنها حل مشكلة معينة في ميكانيكا الكم” بحسب جيك تايلور، كبير مسؤولي العلوم في شركة هندسة الكم Riverlane ثم أضاف: “لا أحد في العالم اليوم لديه جهاز كمبيوتر جيد بما يكفي للقيام بذلك”!.