Apesar de todo o floreio do design futurista, a ascensão dos carros elétricos é fundada em uma inovação muito menos chamativa que se esconde sob o capô: anos de progresso incremental na tecnologia de baterias.
As modernas baterias de íons de lítio — a mesma tecnologia que alimenta smartphones e capta energia de painéis solares — apontaram o caminho para a criação de um futuro energético mais sustentável. Os carros atuais movidos a íons de lítio podem afirmar que percorrem distâncias de viagem e que possuem tempos de recarga persuasivos, a uma variedade de preços viáveis.
Porém, e se a próxima geração de baterias não estivesse um passo à frente, mas a um salto adiante? Se o desempenho da bateria puder dobrar ou quadruplicar durante a noite — aumentando a capacidade de carregamento, aumentando a vida útil da bateria, diminuindo a perda de energia pelo calor e diminuindo drasticamente os custos — o impacto sobre o transporte por si só pode ser o despertar do mundo.
A meta da Mercedes é que híbridos plug-in ou veículos totalmente elétricos superem metade de suas vendas de carros daqui a 10 anos
Meta para IBM estrear seu primeiro computador quântico de mais de 1.000 qubits daqui a 3 anos
Os engenheiros da Daimler AG, a empresa controladora da Mercedes-Benz, esperam que o próximo grande salto seja em direção a mais tecnologias de bateria de energia densa, possivelmente a bateria de lítio-enxofre (Li-S). Desenvolver e aperfeiçoar essas baterias hipotéticas poderia “proporcionar uma oportunidade de bilhão de dólares”, diz Benjamin Boeser, diretor de gestão de inovação, Vale do Silício na Mercedes-Benz R&D North America. Contudo, passar do quadro de desenho para uma bateria Li-S comercialmente viável é, essencialmente, um experimento de química gigantesca — uma iniciativa de pesquisa que poderia consumir anos de tempo, dinheiro e experiência em engenharia.
Idealmente, faz mais sentido simular essas enorme variedade de propriedades moleculares e comportamentos em um computador, explorando e analisando opções promissoras antes do início da prototipagem física. Mas há o atrito. Mesmo para moléculas simples como cafeína — um energizador humano preferido composto de carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio — o número de estados quânticos na molécula, de elétrons interagindo entre o sistema de quatro elementos básicos, pode ser enorme.
Criar uma única simulação de cafeína pode sobrecarregar a memória e calcular o poder de qualquer computador clássico — mesmo os supercomputadores mais potentes e repletos de salas de hoje. Quanto maior e mais complexa for a molécula e seu ambiente, mais desafiador será esse processo.
Conheça o computador quântico, uma tecnologia emergente diferente, agora em uma rápida trajetória de desenvolvimento na IBM. A computação quântica destila uma teoria física muito abstrata em um tipo completamente novo de poder de computação, aparentemente criado para lidar com problemas de complexidade antes insolúveis. Em vez de “bits” magnéticos que representam 0s e 1s, a computação quântica se baseia em “qubits” que podem, graças a alguns fenômenos mecânicos quânticos muito estranhos, representar mais informações do que um bit clássico. Com a adição de cada qubit a um computador quântico, seu desempenho dobra: um aumento exponencial em sua capacidade de executar algoritmos de complexidade antes intratável.
Enquanto a física subjacente da computação quântica está estonteada, sua vantagem central é simples — o potencial revolucionário para executar rapidamente os vastos volumes de cálculo necessários para simular precisamente os blocos de construção da natureza.
O principal objetivo da simulação molecular é encontrar o “estado fundamental” de um composto — sua configuração mais estável. Os próprios qubits operam de acordo com as leis da mecânica quântica, assim como as moléculas que os pesquisadores precisam simular. Embora ainda esteja imatura, a estabilidade dos qubits deve melhorar muito com o tempo. A esperança é que, à medida que isso acontecer, os computadores quânticos possam acelerar muito o processo de simulação, sem mencionar dezenas de outras tarefas com uso intensivo de dados, com aplicações em todos os setores. Trabalhar com a Mercedes-Benz na pesquisa de baterias do mundo real é apenas um aspecto do trabalho de base que acabará por levar a computação quântica à fruição comercial.
“O campo está avançando a uma velocidade saudável”, afirma Boeser, da Mercedes-Benz. “Mas todos que estão perto da tecnologia e da pesquisa sabem que ela ainda está engatinhando e ainda temos muito trabalho a fazer”. A Mercedes-Benz está avançando com a transformação para uma mobilidade livre de emissões. A sustentabilidade é um dos elementos-chave da estratégia corporativa da Mercedes-Benz e, ao mesmo tempo, uma referência para o sucesso corporativo.
E as metas estão claramente definidas em um único mandato: nos próximos 20 anos, a Mercedes-Benz Cars pretende ter uma frota de carros de passeio novos neutra em carbono e pretende ter híbridos plug-in ou veículos totalmente elétricos para representar mais de 50% de suas vendas de carros até 2030.
“Uma década parece distante, mas, na realidade, para muitas empresas, uma década está totalmente dentro do horizonte normal de planejamento e investimento”, diz Dario Gil, diretor da IBM Research. Olhe para a estrada e pode haver um carro movido a lítio-enxofre ao virar da curva.
A Mercedes-Benz é um dos maiores produtores de carros premium e o maior fabricante mundial de veículos comerciais com alcance global. Oferece financiamento, arrendamento, gestão de frota, seguros e serviços de mobilidade inovadores.
Sobre a IBM Quantum Network
A IBM Quantum Network é uma comunidade de empresas da Fortune 500, instituições acadêmicas, startups e laboratórios nacionais de pesquisa que trabalham com a IBM para promover a computação quântica.
Tudo pronto?
Nos próximos 10 anos, a computação quântica transformará os negócios e a sociedade. Organizações que não agirem agora serão deixadas para trás.
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Produzido nos Estados Unidos da América, março de 2020.
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