Page Title Mitsubishi Chemical 양자적 관점에서의 획기적인 동력원 추구
변화의 속도에 맞춰 배터리 R&D를 진행하는 Mitsubishi Chemical
숲 속 도로의 단면도

리튬 원자는 주기율표에서 가장 가벼운 원자 중 하나입니다. 그 특성으로 인해 다른 요소와 결합하여 에너지를 생성하기에 적합합니다. 가벼운 무게와 큰 에너지 잠재력의 결합은 21세기 대부분의 배터리 화학 분야에서 주역으로 자리잡은 핵심입니다.

이제 수십 년 동안 점진적으로 개선되어 온 리튬 이온 전지로 구동되는 오늘날의 전기 자동차를 생각해 보십시오. 그러나 모든 전기 자동차에 사용되는 리튬 이온 배터리는 여전히 자동차에서 가장 무거운 부분입니다. 이러한 모든 추가 중량은 차량 성능의 잠재력을 제한합니다. 대조적으로, 서류상으로 리튬-산소 배터리의 가능성은 전혀 증가하지 않습니다. 배터리가 생산할 수 있는 에너지의 양과 배터리의 무게는 비약적으로 증가했습니다. 이론적으로 리튬-산소는 한 번의 충전으로 훨씬 더 멀리 갈 수 있는 보다 가벼운 배터리에 사용될 수 있습니다.

에너지 밀도 증가

 

오늘날의 리튬 이온 배터리는 이전 납산 전지의 비에너지 밀도의 3배에 달합니다.

에너지 밀도 배가

 

더 가벼운 리튬 산소 배터리는 잠재적으로 오늘날 리튬 이온 전지의 비에너지 밀도의 5~15배에 달합니다.

전 세계에서 가장 큰 미해결 문제는 수십 년 동안 동일한 도구로 사용해 왔기 때문에 존재해 왔습니다.양자 컴퓨팅의 약속은 새로운 것을 가져다줍니다. 이것은 산업을 변화시키고 산업을 혼란에 빠뜨릴 것입니다. 바로 새로운 도구입니다. Jamie Garcia Senior Manager of Quantum Algorithms Applications and Theory at IBM
양자 이해 추구

화학 산업의 경우, 이 이론을 시장성 있는 제품으로 전환하면 모바일 장치에서 자동차, 상상할 수 없는 새로운 형태의 운송 수단에 이르기까지 모든 것에 적용할 수 있는 번창하는 수익 창출 센터를 만들 수 있습니다. 이것이 바로 IBM의 양자 알고리즘, 응용 및 이론 부문 수석 관리자인 Jamie Garcia와 그녀의 양자 화학자 팀이 일본 Mitsubishi Chemical의 연구원들과 화상 회의에 많은 시간을 보내고 있는 이유 중 하나입니다.

Mitsubishi Chemical의 Qi Gao와 게이오 대학의 Naoki Yamamoto 교수는 리튬-산소 배터리의 핵심 화학 단계인 리튬 과산화물 재배열의 복잡한 메커니즘을 모델링하고 연구하기 위해 IBM Quantum 팀에 연락을 취했습니다.이들의 협업은 양자 컴퓨터의 실제 응용 프로그램과 관련된 문제를 시뮬레이션하고 궁극적으로 조사하기 위한 토대를 마련합니다.

이는 오늘날 가장 강력한 슈퍼컴퓨터에서도 효율적으로 수행하기가 불가능한 작업입니다. Mitsubishi Chemical의 R&D 팀의 경우 기존 컴퓨터에서 이러한 복잡한 전기화학 반응을 모델링하는 것이 엄청나게 어렵다는 것이 입증되었습니다. Mitsubishi Chemical은 게이오 대학 팀의 IBM 및 IBM Q Hub와 협력하여 양자 컴퓨터를 사용하여 분자 수준에서 화학 반응 내부에서 일어나는 일에 대한 정확한 시뮬레이션을 만드는 방법을 모색하고 있습니다.

연구 촉진제

전통적인 벤치 작업을 수행한 대부분의 화학자들은 플라스크 내부에서 어떻게 화학 반응이 일어나는지 이해하고 이를 제어하기 위해 몇 시간, 몇 달, 심지어 몇 년이 투자될 수 있다는 것을 이해합니다. 양자 컴퓨팅은 이 모든 것을 가속화할 수 있습니다.

Mitsubishi Chemical은 이러한 약속의 가치를 알고 있습니다.혁신적인 소재 합성 분야의 세계적인 선두주자인 이 회사는 자동차, 항공우주, 의료, 에너지 생산, 운송 인프라, 건축 및 건설 등 시급한 과제를 해결하기 위해 훨씬 더 나은 도구를 필요로 하는 수십 개의 산업에 서비스를 제공하고 있습니다.

많은 산업 분야의 다양한 요구에 부응한다는 것은 Mitsubishi Chemical이 정의상 광범위한 연구 개발 작업을 수행한다는 것을 의미합니다. IBM Quantum Network의 다른 많은 구성원과 마찬가지로 이 네트워크도 분자 시뮬레이션에 전념하는 예산을 보유하고 있으며 양자 컴퓨팅이 도움이 될 수 있는 방식에 투자하고 있습니다. 기업 수준에서 이는 대륙간 협력으로 이어질 수 있습니다. 이 경우에는 Mitsubishi Chemical, 도쿄의 Keio University 및 IBM의 학제간 연구팀 간의 협력이 가능합니다.

IBM의 양자 알고리즘, 응용 및 이론 담당 수석 관리자인 Jamie Garcia는 “세계에서 가장 큰 미해결 문제를 살펴보면 수십 년 동안 존재해 온 과제입니다.”라고 말합니다.“같은 도구를 사용해 왔지만 실제로 달성할 수 있는 수준에서는 정체기에 접어들었기 때문입니다. 양자 컴퓨팅의 약속은 새로운 것을 가져다줍니다. 이것은 결국 산업을 변화시키고 산업을 혼란에 빠뜨릴 것입니다. 바로 새로운 도구입니다."

양자 컴퓨터를 사용하여 이러한 화학 반응의 특정 부분을 탐색하면 이러한 작은 깨달음의 순간을 얻을 수 있습니다. 항상 새로운 것을 발견해야 하고, 대답해야 할 다음 질문이 있습니다. Jamie Garcia Senior Manager of Quantum Algorithms Applications and Theory at IBM
깨달음의 순간에 도달하기 위한 알고리즘 재검토

Mitsubishi Chemical, 게이오 대학, 그리고 IBM Quantum으로 이루어진 연구 삼각 체제는 양자 컴퓨팅을 활용하는 새로운 알고리즘을 사용하여 에너지원으로서의 리튬-산소의 잠재력을 더 잘 이해하기 위해 노력하고 있습니다.

퀀텀의 완전히 새로운 하드웨어 환경과 소프트웨어 내에서 새로운 종류의 알고리즘을 실행하여 리튬-산소 배터리의 방전 과정에서 일어나는 복잡한 화학 반응에 대한 정량적으로 정확한 계산 결과를 이미 도출했습니다. 또한, 연구자들은 새로운 렌즈를 통해 분자적 기초를 살펴봄으로써 새로운 통찰력을 얻고 일반적으로 알려지거나 예상하지 못했던 현상을 관찰하려고 노력하고 있습니다.

IBM의 Jamie Garcia는 "양자 컴퓨터를 사용하여 이러한 반응의 특정 부분을 매우 세밀하고 깊이 있게 탐색하면 작은 깨달음의 순간을 얻을 수 있습니다."라고 말합니다. “그래서 화학에 이러한 양자 시스템을 사용하는 데는 여러 가지 이유가 있습니다. 항상 새로운 것을 발견해야 하고, 대답해야 할 다음 질문이 있습니다.”

Mitsubishi Chemical, IBM Quantum Network 소개

Mitsubishi Chemical(ibm.com 외부 링크)의 사명은 지속 가능성, 건강 및 편안함이라는 핵심 가치를 기반으로 전 세계적으로 혁신적인 솔루션을 만들어 사람과 사회, 지구의 안녕을 위해 노력하는 것입니다.

IBM Quantum Network 소개

IBM Quantum Network는 양자 컴퓨팅을 발전시키기 위해 IBM과 협력하는 Fortune 500대 기업, 학술 기관, 스타트업 및 국립 연구소로 구성된 커뮤니티입니다.

다음 단계 안내

이 사례에 소개된 IBM 솔루션에 대해 자세히 알아보려면 IBM 담당자 또는 IBM 비즈니스 파트너에게 문의하세요.

더 많은 사례 보기 IBM에 문의하기 Mercedes-Benz

전기 자동차의 미래를 만들기 위해 퀀텀에 투자하는 Daimler

사례 연구 읽기
ExxonMobil

양자를 에너지 솔루션의 미래로 보는 ExxonMobil

사례 연구 읽기
법률

© Copyright IBM Corporation 2020. IBM Corporation, IBM Cloud, New Orchard Road, Armonk, NY 10504

2020년 3월 미국에서 제작.

IBM, IBM 로고, ibm.com, IBM Cloud 및 IBM Food Trust는 전 세계 여러 국가에 등록된 International Business Machines Corp.의 상표입니다. 기타 제품 및 서비스 이름은 IBM 또는 다른 회사의 상표일 수 있습니다. 최신 IBM 상표 목록은 www.ibm.com/kr-ko/legal/copyright-trademark의 '저작권 및 상표 정보'에서 확인하세요.

이 문서는 최초 발행일 기준 최신 문서로, IBM은 언제든지 해당 내용을 변경할 수 있습니다. IBM이 현재 영업 중인 모든 국가에서 모든 제품이 제공되는 것은 아닙니다.

명시된 성능 데이터 및 고객 사례는 오직 정보 목적으로 제공됩니다. 실제 성능 결과는 특정 구성 및 작동 조건에 따라 다를 수 있습니다. 본 문서의 정보는 상품성, 특정 목적에의 적합성, 비침해성 보증 또는 조건을 포함하여 명시적 또는 묵시적 보증 없이 '있는 그대로' 제공됩니다. 제품 제공 시의 계약 조건에 따라 해당 IBM 제품을 보증합니다.