Inside Quantum Technology “Inside Scoop:” Kvantna in čista energija

Inside Quantum Technology “Inside Scoop:” Kvantna in čista energija

Čista energija ponuja veliko koristi za naše okolje in je lahko ključno mesto za sijaj kvantne tehnologije.
By Kenna Hughes-Castleberry objavljeno 24. februarja 2023

Z naraščajoči stroški fosilnih goriv, ​​natančneje bencina, se številna podjetja in organizacije zanimajo za uporabo čiste energije, kot npr sončna ali vetrna energija kot vir energije. Medtem ko so te vrste obnovljivih virov energije lahko koristne pri zmanjševanju emisij ogljika, pa tudi pri preprečevanju uporabe omejenih virov ali ustvarjanju nadaljnjega onesnaževanja, je povečanje teh virov, da bodo donosni in dostopni, trenutni izziv. Številni strokovnjaki trdijo, da bi kvantna tehnologija lahko bila koristna pri povečanju teh čistih virov energije, od optimizacija problemi kvantne kemije. 

Prednosti kvantnega računalništva 

Sedanje raziskave obnovljivih virov energije teoretizirajo številne načine, kako lahko kvantna tehnologija koristi tej industriji. Po mnenju dr. raziskovalec Obafemi Olatunji, od Univerza v Johannesburgu v Južni Afriki se »kvantno računalništvo lahko uporablja pri napredni napovedi in oceni virov, lokaciji in dodelitvi objektov za obnovljive vire energije, izboljšani učinkovitosti pretvorbe in shranjevanja energije, integraciji in klasifikaciji virov, spremljanju stanja infrastrukture obnovljivih virov itd.« Od napovedovanja vremenske vzorce za najboljše čase za pridobivanje sončne energije za optimizacijo električnega omrežja za primestno skupnost, vsestranskost kvantnega računalništva ponuja številne prednosti za tiste, ki želijo uporabljati obnovljivo energijo. Drugi raziskovalci so špekulirali, da je lahko kvantno računalništvo tudi koristno pri optimizaciji življenjska doba baterije z uporabo kvantne kemije, ki bi lahko pomagala ustvariti učinkovitejša električna vozila. To je le nekaj od mnogih priložnosti za uporabo kvantne čiste energije. 

Čista energija postane dostopna 

Poleg tipičnih izzivov kvantnega računalništva (njegova krhkost in napake) obstaja tudi večji problem, kako narediti čisto energijo cenovno dostopnejšo za izvajanje. V preteklosti so dobički iz čiste energije težko dohajali dobičke iz fosilnih goriv, ​​zaradi česar jih je težko komercialno izvajati. Vendar pa se lahko zaradi naraščajočih stroškov fosilnih goriv in znižanja stroškov obnovljive energije stvari spremenijo. Samo stroški sončne energije so se znižali 77% od leta 2010 do 2018, kar nakazuje, da bi lahko sledili drugi čisti viri energije. Raziskovalci, kot je Olatunji, verjamejo, da bi lahko kvantno računalništvo naredilo čisto energijo bolj dostopno in dostopno drugim za raziskovanje in uporabo. »To [kvantno računalništvo in druge napredne tehnologije] bi izboljšalo tudi dostopnost, saj bi se zmožnost napovedovanja izboljšala skupaj z učinkovitostjo omrežja in varnostno arhitekturo vzdolž vrednostne verige,« je dejal Olatunji. »Učinkovita raba virov bi zagotovila, da bi več ljudi imelo dostop po dostopnih cenah. Znižanje cene bi sovpadalo z znižanjem stroškov delovanja in vzdrževanja, kar je posledica kvantne računalniške zmogljivosti.«

ZDA so se že začele osredotočati na kvantno računalništvo in čisto energijo. Leta 2011 je inženirsko raziskovalno središče Quantum Energy and Sustainable Solar Technologies (QESST) je bil ustvarjen ob podpori NSF. Raziskovalci pri QESST delajo na "napredku fotovoltaične (PV) znanosti, tehnologije in izobraževanja, da bi preoblikovali obstoječi sistem za proizvodnjo električne energije." Da bi to naredili, se osredotočajo na silicijeve celice in uporabljajo kvantno tehnologijo za izboljšanje teh PV sistemov. 

Toda ali lahko Quantum stane več, kot lahko zagotovi čista energija? 

V razpravah o kvantnem računalništvu in čisti energiji so mnogi zaskrbljeni, da bi lahko moč, potrebna za delovanje kvantnega računalnika, stala več kot njegove koristi za čisto energijo. Vendar, kot je dejal Olatunji: »Bili so resni pomisleki glede porabe energije kvantnih računalnikov, vendar pogosto pozabljamo dejstvo, da obstajajo superračunalniki, ki porabijo veliko več energije in ne delujejo do kvantnega računalnika v smislu računsko moč in učinkovitost.« S tem v mislih Olatunji upa, da bo kvantno računalništvo stalo manj, obenem pa bo zagotovilo številne močne prednosti. "Verjamemo, da bi prišlo do prelomne točke, ko bi izdelali nizkoenergijske kvantne računalnike," je dodal. »Grajoče je opaziti število organizacij, ki se borijo za kvantno prevlado. Svetovna skupnost si ne bi predstavljala, da bo kvantna tehnologija šla tako daleč, zato je z vztrajnim raziskovalnim prizadevanjem mogoče še veliko doseči.«

Kenna Hughes-Castleberry je zaposlena pisateljica pri Inside Quantum Technology in znanstveni komunikator pri JILA (partnerstvo med Univerzo Colorado Boulder in NIST). Njeni utripi pisanja vključujejo globoko tehnologijo, metaverzum in kvantno tehnologijo.

Časovni žig:

Več od Znotraj kvantne tehnologije