À l'intérieur du « Inside Scoop » de Quantum Technology : Quantique et énergie propre

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L'énergie propre offre de nombreux avantages pour notre environnement et peut être un élément clé pour que la technologie quantique brille.

By Kenna Hughes-Castleberry posté le 24 février 2023

Avec la la hausse des coûts des combustibles fossiles, en particulier l'essence, de nombreuses entreprises et organisations s'intéressent à l'utilisation d'énergie propre, comme solaire ou l'énergie éolienne, comme source d'énergie. Bien que ces types de sources d'énergie renouvelables puissent être utiles pour réduire les émissions de carbone, ainsi que pour éviter d'utiliser des ressources limitées ou de créer davantage de pollution, la mise à l'échelle de ces sources pour qu'elles soient rentables et accessibles est un défi actuel. De nombreux experts affirment que la technologie quantique pourrait être bénéfique pour la mise à l'échelle de ces sources d'énergie propres, de à mettre en œuvre pour gérer une entreprise rentable. Ce guide est basé sur trois décennies d'expérience problèmes à la chimie quantique.

Avantages de l'informatique quantique

La recherche actuelle sur les énergies renouvelables (ER) théorise de nombreuses façons dont la technologie quantique peut être un avantage pour cette industrie. Selon Ph.D. chercheur Obafemi Olatunji, des Université de Johannesburg en Afrique du Sud, "l'informatique quantique peut être utilisée dans la prévision et l'évaluation avancées des ressources, la localisation et l'allocation des installations d'énergies renouvelables, l'amélioration de l'efficacité de la conversion et du stockage de l'énergie, l'intégration et la classification des ressources, la surveillance de l'état des infrastructures d'énergies renouvelables, etc." De prédire les conditions météorologiques pour déterminer les meilleurs moments pour récolter l'énergie solaire ou optimiser un réseau électrique pour une communauté de banlieue, la polyvalence de l'informatique quantique offre de nombreux avantages pour ceux qui envisagent d'utiliser des énergies renouvelables. D'autres chercheurs ont émis l'hypothèse que l'informatique quantique pourrait également être utile pour optimiser vie de la batterie en utilisant la chimie quantique, qui pourrait à son tour aider à créer des véhicules électriques plus efficaces. Ce ne sont là que quelques-unes des nombreuses possibilités d'appliquer le quantum à l'énergie propre.

Rendre l'énergie propre abordable

Outre les défis typiques de l'informatique quantique (sa fragilité et ses erreurs), il y a aussi le problème plus large de rendre l'énergie propre plus abordable à mettre en œuvre. Historiquement, les bénéfices des énergies propres ont eu du mal à suivre les bénéfices des combustibles fossiles, ce qui les rend difficiles à mettre en œuvre commercialement. Cependant, grâce à la hausse des coûts des combustibles fossiles, ainsi qu'à une baisse du coût des énergies renouvelables, les choses pourraient changer. Le seul coût de l'énergie solaire a baissé 77% de 2010 à 2018, suggérant que d'autres sources d'énergie propres pourraient suivre. Des chercheurs comme Olatunji pensent que l'informatique quantique pourrait rendre l'énergie propre plus abordable et accessible à d'autres pour l'explorer et l'utiliser. "Cela [l'informatique quantique et d'autres technologies avancées] améliorerait également l'accessibilité puisque la capacité prédictive s'améliorerait parallèlement à l'efficacité du réseau et à l'architecture de sécurité tout au long de la chaîne de valeur", a déclaré Olatunji. « L'efficacité des ressources permettrait à davantage de personnes d'avoir accès à des prix abordables. La réduction des prix coïnciderait avec une réduction des coûts d'exploitation et de maintenance, conséquence de la capacité de calcul quantique.

Les États-Unis ont déjà commencé à se concentrer sur l'informatique quantique et l'énergie propre. En 2011, le centre de recherche en ingénierie Quantum Energy and Sustainable Solar Technologies (TESSQ) a été créé, soutenu par le NSF. Au QESST, les chercheurs travaillent sur "l'avancement de la science, de la technologie et de l'éducation photovoltaïques (PV) afin de transformer le système de production d'électricité existant". Pour ce faire, ils se concentrent sur les cellules au silicium et utilisent la technologie quantique pour améliorer ces systèmes photovoltaïques.

Mais Quantum pourrait-il coûter plus cher que ce que l'énergie propre peut fournir ?

Dans les discussions sur l'informatique quantique et l'énergie propre, beaucoup craignent que la puissance nécessaire pour faire fonctionner un ordinateur quantique puisse coûter plus cher que ses avantages pour l'énergie propre. Cependant, comme l'a dit Olatunji : "Il y a eu de sérieuses inquiétudes concernant la consommation d'énergie des ordinateurs quantiques, mais ce que nous oublions souvent, c'est le fait qu'il existe des superordinateurs qui consomment beaucoup plus d'énergie et ne fonctionnent pas à la hauteur de l'ordinateur quantique en termes de puissance et efficacité de calcul. Dans cet esprit, Olatunji espère que l'informatique quantique coûtera moins cher tout en offrant de nombreux avantages puissants. "Nous pensons qu'il y aurait un point de basculement où des ordinateurs quantiques à faible consommation d'énergie seraient produits", a-t-il ajouté. « Il est réconfortant de constater le nombre d'organisations luttant pour la suprématie quantique. La communauté mondiale n'aurait pas imaginé que la technologie quantique ira aussi loin, donc avec un effort de recherche soutenu, beaucoup peut encore être accompli.

Kenna Hughes-Castleberry est rédactrice à Inside Quantum Technology et communicatrice scientifique à JILA (un partenariat entre l'Université du Colorado à Boulder et le NIST). Ses rythmes d'écriture incluent la technologie profonde, le métaverse et la technologie quantique.