Envisager une nouvelle vague de puissance Découvrez comment Mercedes-Benz utilise des ordinateurs quantiques pour concevoir de meilleures batteries (3:40)

Mercedes-Benz mise sur la recherche quantique pour façonner l’avenir des véhicules électriques

Malgré leur design futuriste, l’essor des voitures électriques repose sur une innovation bien moins spectaculaire sous le capot : des années de progrès dans la technologie des batteries.

Les batteries lithium-ion modernes, la même technologie qui alimente les smartphones et capte l’énergie des panneaux solaires, ont ouvert la voie à un avenir énergétique plus durable. Les voitures au lithium-ion actuelles proposent de bonnes distances de trajet et des temps de recharge convaincants, le tout à des prix abordables.

Et si la prochaine génération de batteries n’était pas un pas, mais plutôt un bond en avant ? Si les performances de la batterie pouvaient doubler ou quadrupler du jour au lendemain, en augmentant la capacité de charge et la durée de vie de la batterie, mais aussi en diminuant les pertes d’énergie dues à la chaleur et les coûts, les effets sur les transports pourraient être bouleversants.

10 ans

 

Mercedes se donne pour objectif que les véhicules hybrides rechargeables ou 100 % électriques constituent plus de la moitié de ses ventes de voitures d’ici 10 ans

3 ans

 

IBM a pour objectif de lancer son premier ordinateur quantique de plus de 1 000 qubits dans 3 ans

Le développement et le perfectionnement de ces batteries hypothétiques pourraient ouvrir la voie à des opportunités représentant un milliard de dollars. Benjamin Boeser Director of Innovation Management Silicon Valley at Mercedes-Benz R&D, North America
Se préparer à une surcharge électrique

Les ingénieurs de Daimler AG, la société mère de Mercedes-Benz, estiment que le prochain grand pas en avant pourrait se faire vers des technologies de batteries plus denses en énergie, très probablement la batterie lithium-soufre (Li-S). Le développement et le perfectionnement de ces batteries hypothétiques pourraient « ouvrir la voie à des opportunités représentant un milliard de dollars », explique Benjamin Boeser, directeur de la gestion de l’innovation, Silicon Valley chez Mercedes-Benz R&D North America. Mais passer de la planche à dessin à une batterie Li-S commercialement viable est une expérience de chimie gigantesque. Cette initiative de recherche pourrait nécessiter des années et demander beaucoup d’argent et d’expertise en ingénierie.

Dans l’idéal, simuler ces multitudes de propriétés et de comportements moléculaires sur un ordinateur semble plus logique, afin d’ensuite explorer et analyser les options prometteuses avant le début du prototypage physique. Mais c’est là que le bât blesse. Même pour des molécules simples comme la caféine, un énergisant humain composé de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène, le nombre d’états quantiques de la molécule, d’électrons interagissant entre le système de quatre éléments de base, peut s’avérer énorme.

La création d’une simple simulation de caféine peut dépasser la mémoire et la puissance de calcul de n’importe quel ordinateur classique, même les supercalculateurs les plus puissants d’aujourd’hui. Plus la molécule et son environnement sont grands et complexes, plus ce processus est difficile.

Au-delà du système binaire

Découvrez l’ordinateur quantique, une technologie émergente différente, actuellement en développement rapide chez IBM. L’informatique quantique transforme des théories physiques très abstraites en un tout nouveau type de puissance informatique, apparemment spécialement conçu pour traiter des problèmes d’une complexité autrefois insoluble. Au lieu de « bits » magnétiques représentant des 0 et des 1, l’informatique quantique repose sur des « qubits » qui peuvent, grâce à des phénomènes de mécanique quantique très étranges, représenter plus d’informations qu’un bit classique. Avec l’ajout de chaque qubit à un ordinateur quantique, ses performances doublent, ce qui augmente de façon exponentielle sa capacité à exécuter des algorithmes d’une complexité autrefois insoluble.

Même si la physique sous-jacente à l’informatique quantique est vertigineuse, son principal avantage est simple : son potentiel révolutionnaire permet d’effectuer rapidement de vastes volumes de calculs pour simuler avec précision les éléments constitutifs de la nature.

Si une décennie peut paraître un horizon lointain, elle correspond en réalité à une perspective normale en matière de planification et d’investissements pour de nombreuses entreprises. Dario Gil Director IBM Research
La mécanique quantique et la mécanique conventionnelle

L’un des principaux objectifs de la simulation moléculaire est de trouver « l’état fondamental » d’un composé, c’est-à-dire sa configuration la plus stable. Les qubits eux-mêmes fonctionnent conformément aux lois de la mécanique quantique, tout comme les molécules que les chercheurs doivent simuler. Même s’ils n’en sont qu’à leurs débuts, la stabilité des qubits devrait s’améliorer avec le temps. L’espoir réside dans le fait que les ordinateurs quantiques puissent accélérer considérablement le processus de simulation (et les dizaines d’autres tâches gourmandes en données) avec des applications dans tous les secteurs d’activité. La collaboration avec Mercedes-Benz sur la recherche en matière de batteries n’est qu’un aspect des travaux fondamentaux qui permettront à l’informatique quantique de porter ses fruits sur le plan commercial.

« Le secteur avance à un bon rythme, déclare Benjamin Boeser de Mercedes-Benz. Mais tous ceux qui sont proches de la technologie et de la recherche savent qu’elle n’en est qu’à ses débuts et qu’il reste encore beaucoup de travail à faire. » Mercedes-Benz poursuit sa transformation vers une mobilité sans émissions. La durabilité est l’un des éléments clés de la stratégie d’entreprise de Mercedes-Benz et, en même temps, une référence pour la réussite de l’entreprise.

Les objectifs sont clairement définis : au cours des 20 prochaines années, Mercedes-Benz Cars vise à disposer d’un parc de véhicules neufs neutres en carbone et à proposer des voitures hybrides rechargeables ou entièrement électriques pour représenter plus de 50 % de ses ventes d’ici 2030.

« Si une décennie peut paraître un horizon lointain, elle correspond en réalité à une perspective normale en matière de planification et d’investissements pour de nombreuses entreprises, explique Dario Gil, directeur d’IBM Research. Regardez près de chez vous, vous verrez peut-être une voiture au lithium-soufre au prochain virage. »

À propos de Mercedes-Benz

Mercedes-Benz est l’un des plus grands producteurs de voitures haut de gamme et le plus grand fabricant mondial de véhicules commerciaux avec une portée mondiale. La marque propose des services de financement, de location, de gestion de flotte, d’assurance et de mobilité innovante.

A propos d’IBM Quantum Network

IBM Quantum Network est une communauté de sociétés du classement Fortune 500, d’établissements universitaires, de start-ups et de laboratoires de recherche nationaux travaillant avec IBM pour faire avancer l’informatique quantique.

Êtes-vous prêt ?

Au cours des 10 prochaines années, l’informatique quantique transformera le monde des affaires, mais aussi la société. Les entreprises qui n’agissent pas maintenant risquent d’être laissées pour compte.

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Produit aux Etats-Unis, mars 2020.

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