일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2022.10.21

배터리 재료 개발 위한 양자 알고리즘 공동연구
폭스바겐과 캐나다의 양자기술 기업

독일 폭스바겐 그룹은 2022년 10월 18일, 배터리 재료의 화학 반응을 시뮬레이션하는 양자 알고리즘의 성능을 향상시키기 위해 캐나다의 양자 기술 개발 회사인 Xanadu와 다년간의 연구 프로그램을 시작했다고 발표했다. 배터리 반응 시뮬레이션에 드는 계산 비용을 줄이고, 안전하고 가볍고 비용 대비 효과가 높은 새로운 배터리 재료의 개발을 목표하고 있다고 한다.

배터리의 고성능화를 위해서는 배터리 반응의 정확한 시뮬레이션이 과제인데, 이는 양자컴퓨터에 적합한 분야라고 할 수 있다. 범밀도함수이론(DFT) 등 기존의 기법은 수십 년에 걸쳐 계산화학의 기초가 되면서 많은 성공을 거뒀다. 하지만 더 나은 배터리를 만들기 위한 중요한 연구분야에서는 한계에 다다르고 있다고 한다.

양사는 지난 1년간 재료과학, 계산화학, 배터리 기술, 양자 알고리즘에 걸친 복합영역 연구를 진행하며, 앞으로의 장기적인 연구 기반을 쌓아 왔다. 이 공동 프로그램은 Xanadu의 양자컴퓨터로 배터리 재료를 시뮬레이션하기 위한 새로운 양자 알고리즘 개발에 중점을 두고 있다.

이 프로그램의 첫 연구논문이 'Physical Review A'(https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.106.032428)에 게재됐다(22년 9월 게재). 이 논문에서는 현실적인 양극재료로서 리튬규산철(Li2FeSiO4)을 사용해 양자 알고리즘에 의한 시뮬레이션에 필요한 리소스를 처음으로 시산했다고 한다.

Xanadu는 양자컴퓨터의 하드웨어와 소프트웨어 및 알고리즘을 개발하고 있다. Xanadu는 “배터리 셀 내의 복잡한 화학 반응을 이해하는 것은 양자컴퓨팅의 가능성을 이끌어내는 전략적인 선택이다. 양자 알고리즘 개발에 초점을 맞춘 최첨단 연구를 폭스바겐 그룹과 추진할 수 있게 되어 기쁘게 생각한다”라고 말한다.

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