Inside Quantum Technology "Inside Scoop:" Quantum and Clean Energy

Grazie alla costi in aumento di combustibili fossili, in particolare la benzina, molte aziende e organizzazioni sono interessate all'utilizzo di energia pulita, come ad esempio solare o energia eolica, come fonte di energia. Mentre questi tipi di fonti di energia rinnovabile possono essere utili per ridurre le emissioni di carbonio, oltre a evitare di utilizzare risorse limitate o creare ulteriore inquinamento, ridimensionare queste fonti per renderle redditizie e accessibili è una sfida attuale. Molti esperti ipotizzano che la tecnologia quantistica potrebbe essere utile per ridimensionare queste fonti di energia pulita, da ottimizzazione problemi di chimica quantistica. 

Vantaggi dell'informatica quantistica 

L'attuale ricerca sulle energie rinnovabili (RE) teorizza molti modi in cui la tecnologia quantistica può essere un vantaggio per questo settore. Secondo il dottorato di ricerca. ricercatore Obafemi Olatunji, della Università di Johannesburg in Sud Africa, "il calcolo quantistico può essere utilizzato per la previsione e la valutazione avanzata delle risorse, l'ubicazione e l'allocazione delle strutture RE, una migliore efficienza della conversione e dello stoccaggio dell'energia, l'integrazione e la classificazione delle risorse, il monitoraggio delle condizioni dell'infrastruttura RE, ecc." Dalla previsione modelli meteorologici per i periodi migliori per raccogliere l'energia solare per ottimizzare una rete elettrica per una comunità suburbana, la versatilità del calcolo quantistico offre molti vantaggi per coloro che cercano di utilizzare l'energia rinnovabile. Altri ricercatori hanno ipotizzato che anche il calcolo quantistico possa essere utile per l'ottimizzazione durata della batteria utilizzando la chimica quantistica, che potrebbe a sua volta contribuire a creare veicoli elettrici più efficienti. Queste sono solo alcune delle molte opportunità per applicare il quantum all'energia pulita. 

Rendere l'energia pulita accessibile 

Oltre alle sfide tipiche dell'informatica quantistica (la sua fragilità e gli errori), c'è anche il problema più ampio di rendere l'energia pulita più conveniente da implementare. Storicamente, i profitti dell'energia pulita hanno avuto difficoltà a tenere il passo con i profitti dei combustibili fossili, rendendoli difficili da implementare commercialmente. Tuttavia, grazie all'aumento dei costi dei combustibili fossili, nonché alla diminuzione del costo delle energie rinnovabili, le cose potrebbero cambiare. Il solo costo dell'energia solare è diminuito 77% dal 2010 al 2018, suggerendo che potrebbero seguire altre fonti di energia pulita. Ricercatori come Olatunji credono che l'informatica quantistica potrebbe rendere l'energia pulita più economica e accessibile agli altri da esplorare e utilizzare. "Questo [quantum computing e altre tecnologie avanzate] migliorerebbe anche l'accessibilità poiché la capacità predittiva migliorerebbe insieme all'efficienza della rete e all'architettura di sicurezza lungo la catena del valore", ha affermato Olatunji. “L'efficienza delle risorse garantirebbe l'accesso a più persone a prezzi accessibili. La riduzione del prezzo coinciderebbe con una riduzione dei costi operativi e di manutenzione, conseguente alla capacità di calcolo quantistico”.

Gli Stati Uniti hanno già iniziato a concentrarsi sull'informatica quantistica e sull'energia pulita. Nel 2011 il centro di ricerca ingegneristica Quantum Energy and Sustainable Solar Technologies (QESST) è stato creato, supportato dal NSF. Al QESST i ricercatori stanno lavorando per "promuovere la scienza, la tecnologia e l'educazione del fotovoltaico (FV) al fine di trasformare il sistema di generazione di elettricità esistente". Per fare ciò, si concentrano sulle celle di silicio e utilizzano la tecnologia quantistica per migliorare questi sistemi fotovoltaici. 

Ma Quantum potrebbe costare più di quanto l'energia pulita possa fornire? 

Nelle discussioni sull'informatica quantistica e l'energia pulita, molti temono che l'energia necessaria per far funzionare un computer quantistico possa costare più dei suoi benefici per l'energia pulita. Tuttavia, come ha affermato Olatunji: “Ci sono state serie preoccupazioni riguardo al consumo di energia dei computer quantistici, ma quello che spesso dimentichiamo è il fatto che ci sono supercomputer che consumano molta più energia e non hanno prestazioni all'altezza del computer quantistico in termini di potenza di calcolo ed efficienza.” Con questo in mente, Olatunji spera che il calcolo quantistico costerà meno fornendo molti potenti vantaggi. "Crediamo che ci sarebbe un punto critico in cui verrebbero prodotti computer quantistici a bassa energia", ha aggiunto. “È commovente notare il numero di organizzazioni che lottano per la supremazia quantistica. La comunità globale non avrebbe immaginato che la tecnologia quantistica sarebbe andata così lontano, quindi con uno sforzo di ricerca sostenuto, si può ancora ottenere molto».

Kenna Hughes-Castleberry è una scrittrice presso Inside Quantum Technology e Science Communicator presso JILA (una partnership tra l'Università del Colorado Boulder e il NIST). I suoi ritmi di scrittura includono la tecnologia profonda, il metaverso e la tecnologia quantistica.

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• Fonte: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-quantum-and-clean-energy/