Kurze Beschreibung
Das DLR verfolgt mit seinem Projekt BASIQ (Batteriematerial-Simulation mit
Quantencomputern) das Ziel, die Quantencomputer-Industrie bei der Entwicklung von
innovativen Materialien und Produkten durch Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu
unterstützen. Allgemein wird angenommen, dass Quantensimulationen für die
Materialforschung die erste Anwendung von Quantencomputern mit einem praktischen
Quantenvorteil sein werden. BASIQ konzentriert sich dabei auf Materialsimulationen für
gatterbasierte Quantencomputer im Anwendungsbereich von Batteriematerialien. Dabei
werden feste kristalline Elektroden, z.B. Mischoxide, flüssige Elektrolyte, z.B. Wasser und
die Elektrodengrenzfläche, z.B. Metalloberflächen simuliert. Damit werden alle
entscheidenden Materialkomponenten für die Simulation einer Batteriezelle betrachtet.
Darüber hinaus werden partielle Differentialgleichungen (PDE) untersucht, die das
Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten in einer elektrochemischen Zelle, vor
allem Elektroden und Elektrolyt simulieren.
Konkrete Ziele des Projekts sind:
• Simulation von Batteriematerialien auf atomistischer Ebene mit
Quantencomputern
• Batteriezellsimulation auf Kontinuumsebene mit Quantencomputern
• Entwicklung von quantenchemischen Algorithmen sowie Algorithmen zur Lösung
von partiellen Differentialgleichungen auf Quantencomputern
• Anpassung der Quantensimulation an spezifische Hardware