Inside Quantum Technologys „Inside Scoop:“ Quanten und saubere Energie

Neuauflage von Plato

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Saubere Energie bietet viele Vorteile für unsere Umwelt und könnte ein wichtiger Ort sein, an dem die Quantentechnologie glänzen kann.

By Kenna Hughes-Castleberry gepostet am 24

Mit der steigende Kosten von fossilen Brennstoffen, insbesondere Benzin, sind viele Unternehmen und Organisationen daran interessiert, saubere Energie zu nutzen, wie z Solar- oder Windkraft als Energiequelle. Während diese Arten von erneuerbaren Energiequellen hilfreich sein können, um die COXNUMX-Emissionen zu senken und die Nutzung begrenzter Ressourcen oder die Schaffung weiterer Umweltverschmutzung zu vermeiden, ist es eine aktuelle Herausforderung, diese Quellen so zu skalieren, dass sie rentabel und zugänglich sind. Viele Experten gehen davon aus, dass die Quantentechnologie bei der Skalierung dieser sauberen Energiequellen von Vorteil sein könnte Optimierung Probleme der Quantenchemie.

Vorteile von Quantencomputing

Die aktuelle Forschung zu erneuerbaren Energien (RE) theoretisiert viele Möglichkeiten, wie die Quantentechnologie für diese Branche von Vorteil sein kann. Laut Ph.D. Forscher Obafemi Olatunji, dauert ebenfalls 3 Jahre. Das erste Jahr ist das sog. Universität von Johannesburg In Südafrika „kann Quantencomputing für fortschrittliche Ressourcenprognosen und -bewertungen, Standort und Zuweisung von EE-Anlagen, verbesserte Effizienz der Energieumwandlung und -speicherung, Ressourcenintegration und -klassifizierung, Zustandsüberwachung der EE-Infrastruktur usw. verwendet werden.“ Von der Vorhersage Wetterlagen von den besten Zeiten für die Gewinnung von Solarenergie bis hin zur Optimierung eines Stromnetzes für eine Vorstadtgemeinde bietet die Vielseitigkeit des Quantencomputings viele Vorteile für diejenigen, die erneuerbare Energien nutzen möchten. Andere Forscher haben spekuliert, dass Quantencomputer auch bei der Optimierung hilfreich sein könnten Batterielebensdauer unter Verwendung von Quantenchemie, die wiederum dazu beitragen könnte, effizientere Elektrofahrzeuge zu schaffen. Dies sind nur einige der vielen Möglichkeiten, Quanten für saubere Energie einzusetzen.

Saubere Energie bezahlbar machen

Neben den typischen Herausforderungen des Quantencomputings (seiner Anfälligkeit und Fehlern) gibt es auch das größere Problem, saubere Energie erschwinglicher zu machen. In der Vergangenheit hatten die Gewinne aus sauberer Energie Schwierigkeiten, mit den Gewinnen aus fossilen Brennstoffen Schritt zu halten, was ihre kommerzielle Umsetzung erschwerte. Dank steigender Kosten für fossile Brennstoffe sowie sinkender Kosten für erneuerbare Energien können sich die Dinge jedoch ändern. Allein die Kosten für Solarenergie sind gesunken 77% von 2010 bis 2018, was darauf hindeutet, dass andere saubere Energiequellen folgen könnten. Forscher wie Olatunji glauben, dass Quantencomputer saubere Energie erschwinglicher und für andere zugänglich und erforschbar machen könnten. „Diese [Quantencomputer und andere fortschrittliche Technologien] würden auch die Zugänglichkeit verbessern, da sich die Vorhersagefähigkeit zusammen mit der Netzeffizienz und der Sicherheitsarchitektur entlang der Wertschöpfungskette verbessern würde“, sagte Olatunji. „Ressourceneffizienz würde dafür sorgen, dass mehr Menschen Zugang zu erschwinglichen Preisen haben. Die Preissenkung würde mit einer Reduzierung der Betriebs- und Wartungskosten aufgrund der Quantencomputerfähigkeit einhergehen.“

Die USA haben bereits damit begonnen, sich auf Quantencomputer und saubere Energie zu konzentrieren. Im Jahr 2011 wurde das Ingenieurforschungszentrum Quantenenergie und nachhaltige Solartechnologien (QESST) wurde erstellt, unterstützt von der NSF. Bei QESST arbeiten Forscher an der „Förderung von Wissenschaft, Technologie und Bildung im Bereich der Photovoltaik (PV), um das bestehende Stromerzeugungssystem umzuwandeln“. Dazu konzentrieren sie sich auf Siliziumzellen und nutzen die Quantentechnologie, um diese PV-Systeme zu verbessern.

Aber könnten Quanten mehr kosten, als saubere Energie bieten kann?

In den Diskussionen über Quantencomputing und saubere Energie sind viele besorgt, dass die zum Betrieb eines Quantencomputers benötigte Energie mehr kosten könnte als der Nutzen für saubere Energie. Wie Olatunji jedoch sagte: „Es gab ernsthafte Bedenken hinsichtlich des Energieverbrauchs von Quantencomputern, aber was wir oft vergessen, ist die Tatsache, dass es Supercomputer gibt, die viel mehr Energie verbrauchen und in Bezug auf die Leistung nicht mit Quantencomputern mithalten können Rechenleistung und Effizienz.“ Vor diesem Hintergrund hofft Olatunji, dass Quantencomputer weniger kosten und gleichzeitig viele starke Vorteile bieten werden. „Wir glauben, dass es einen Wendepunkt geben wird, an dem Niedrigenergie-Quantencomputer produziert werden“, fügte er hinzu. „Es ist herzerwärmend, die Zahl der Organisationen zu sehen, die für die Quantenüberlegenheit kämpfen. Die Weltgemeinschaft hätte nicht gedacht, dass die Quantentechnologie so weit gehen wird, also kann mit anhaltenden Forschungsanstrengungen noch viel erreicht werden.“

Kenna Hughes-Castleberry ist Mitarbeiterin bei Inside Quantum Technology und Science Communicator bei JILA (eine Partnerschaft zwischen der University of Colorado Boulder und NIST). Ihre Beats beim Schreiben umfassen Deep Tech, Metaverse und Quantentechnologie.