Elektrikli araçlara (EV’ler) geçiş, karbon emisyonlarını azaltmanın anahtarıdır ve Avrupa’da, Yeni araç satışlarının %23,6’sı geçen yıl EV’ler veya plug-in hibritlerdi. Ancak otomotiv sektöründeki yatırımlara rağmen Benzinli araçlara yönelik yasağın 2035 yılına kadar uygulanabilirliği konusunda şüpheler devam ediyorÖzellikle EV’lerin maliyeti, performansı, bakımı ve şarj altyapısının eksikliği nedeniyle. Bu zorlukların üstesinden gelmek için büyük otomobil üreticileri AB ve hükümetlerle işbirliği yapıyor, hatta ilerlemeleri hızlandırmak için kuantum hesaplamayı kullanıyor.
Otomotiv sektöründe kuantum hesaplamanın potansiyeli
Otomotiv sektöründe kuantum hesaplamanın sunduğu fırsatlar çok büyük. THE McKinsey’den son tahminler üretim sürecinin birçok yönünün optimizasyonu yoluyla 2035 yılına kadar sektör için 50-100 milyar ABD doları ek ekonomik değer yaratılabileceğini öne sürüyor.
Peki kuantum hesaplama tam olarak nedir? Onu bu kadar devrimci yapan ne?
Kuantum hesaplama, bilgiyi klasik bilgisayarlardan farklı şekilde işlemek için kuantum mekaniğinin ilkelerine dayanır. Hem 0 hem de 1 olma kapasitesine sahip kübitlerin kullanılması, karmaşık problemlerin çok daha hızlı çözülmesine olanak sağlıyor. Her çözümü tek tek test eden geleneksel bilgisayarların aksine kuantum bilgisayar, tüm kombinasyonları aynı anda değerlendirebilir.
Şifreli kilit örneğini ele alalım. Klasik bir bilgisayar, doğru olanı bulana kadar her kombinasyonu tek tek test eder: 0000, 0001, 0002, vb. Öte yandan bir kuantum bilgisayarı tüm kombinasyonları aynı anda test edecek ve bu da sorunu çok daha hızlı çözecektir.
Kuantum Bilişim Elektrikli Araçların Benimsenmesini Nasıl Hızlandırabilir?
Kuantum hesaplama, otomotiv endüstrisini dönüştürebilir ve elektrikli ve otonom araçların (EV’ler) benimsenmesini hızlandırabilir; bu da özellikle iki temel alan üzerinde etkili olabilir: pil menzili ve şarj altyapısı.
Geliştirilmiş pil ömrü ve verimliliği
Elektrikli araçların benimsenmesinin önündeki ana engellerden biri, henüz geleneksel araçlarınkine ulaşamayan özerklikleridir. Ford, Volkswagen ve Hyundai gibi üreticiler, daha verimli pillerin geliştirilmesini hızlandırmak için kuantum bilişime yöneliyor. Üreticiler, yeni bileşikleri moleküler düzeyde simüle ederek daha sağlam, daha hafif ve daha yüksek elektrik yoğunluğu sunan pil katmanları oluşturmanın yollarını arıyor.
Klasik bilgisayarlar moleküler etkileşimleri simüle etmekte zorlanırken kuantum bilgisayar bu simülasyonları daha hızlı ve daha doğru bir şekilde gerçekleştirebiliyor. Aslında pillerdeki kimyanın ayrıntılı modellenmesine daha uygun. Bu yetenek, araştırmacıların daha fazla enerji depolayabilen ve onu daha verimli bir şekilde serbest bırakabilen malzeme ve konfigürasyonları test etmesine olanak tanıyarak elektrikli araçların menzilini artırıyor.
Bu teknoloji, karmaşık kimyasal modellemede geleneksel bilgisayarlardan daha iyi performans göstererek, akü boyutu, ağırlık, maliyet ve uzun ömür gibi diğer kritik parametreleri optimize ederken araç menzilini artıran çözümlerin araştırılmasına olanak tanıyor.
Otomobil üreticilerinin özellikle ilgilendiği bir diğer alan ise şanzıman sistemidir. Modern araçlar ve EV’ler çok sayıda bileşen için enerji kullanır. Enerjiyi daha verimli kullanarak tasarruf etmek menzili önemli ölçüde artırmaya yardımcı olabilir.
Ancak çok sayıda bileşen göz önüne alındığında bu sorunun çözülmesi zordur. Klasik bilgisayarlar üreticilerin tek seferde tek bir bileşen üzerinde testler ve simülasyonlar yürütmesine izin veriyorsa, kuantum hesaplama büyük bir ilerlemeyi temsil ediyor. Herhangi bir değişikliğin etkisini anlamak ve enerjinin en iyi şekilde kullanılmasına olanak tanıyan uygulamaları belirlemek için birbirine bağlı bileşenlerden oluşan tüm sistemin simüle edilmesini mümkün kılar.
İyileştirilmiş yükleme hızı ve ağ altyapısı
Elektrikli araçlar için bir diğer önemli zorluk ise şarj süresidir ve bu süre hâlâ benzin istasyonunda yakıt ikmali kadar hızlı değildir. Bu süreyi azaltmak, elektrikli araçları sürücüler ve filo yöneticileri için daha çekici hale getirmeye çalışan birçok üretici için bir öncelik haline geldi.
Her ne kadar iki dakikalık şarj hala ulaşılamıyor olsa da, Nybolt’unki gibi ilerlemeler35 kWh’lik bir pili dört dakikadan biraz fazla bir sürede %80’e kadar şarj etmeyi başaran bu cihaz, önemli bir ilerlemeyi gösteriyor. Daha hızlı şarjı mümkün kılmak, aynı zamanda üretilen ısıyı güvenli bir şekilde dağıtmak ve pil performansını ve ömrünü korumak için pil bileşenlerini ve yapılarını optimize etmek inanılmaz derecede karmaşık bir iştir. Kuantum simülasyonu, üreticilerin pili, şarj kablosunu ve şarj istasyonunu optimize etmesine olanak tanıyarak bu sorunu çözmeye yardımcı olabilir.
Ancak bu yenilikler ulusal elektrik ağları için yeni zorluklar doğurmaktadır. Milyonlarca elektrikli aracı aynı anda şarj etmek için gereken enerjiyi sağlamak, şebeke yöneticilerinin çözmesi gereken karmaşık bir sorundur. Kuantum bilişim, büyük ölçekli enerji yönetiminin simüle edilmesini ve optimize edilmesini sağlayarak, elektriğin verimli ve güvenilir dağıtımını sağlayan bir çözüm sunuyor. Akıllı telefonlar için hızlı şarj cihazları gibi, EV’ler için de hızlı şarj teknolojileri, şarj altyapısının artan taleplerini karşılamak için kuantum hesaplamanın hesaplama yeteneklerinin yardımıyla norm haline gelebilir.
Elektrikli araçların geleceği
Çoğu büyük otomobil üreticisi halihazırda kuantum hesaplamayı araştırıyor. Ford, BMW ve Volkswagen gibi şirketlerin bu teknolojinin çeşitli uygulamaları üzerinde çalışan özel ekipleri vardır. Sektör, kuantum hesaplamanın mevcut altyapıya entegrasyonunu da içeren dijital dönüşüm için yol haritaları oluşturma ihtiyacının farkındadır.
Bu şirketlerin birçoğu üretim süreçlerini iyileştirmek, tedarik zincirlerini optimize etmek ve ürün tasarımlarını mükemmelleştirmek için kuantum bilişimi kullanıyor. Bu benimseme, teknolojinin kendisiyle sınırlı değildir: geleneksel ve kuantum bilgi işlem kaynakları arasında kesintisiz işbirliği gerektiren karmaşık sistemlere entegre edilmesi gerekmektedir.
Bu çabaların birleştirilmesi, kısa vadede önemli tasarruflar vaat ediyor. Araba üreticileri bu dönüşümlerin öneminin farkındalar: araştırma ve geliştirmeye yoğun yatırım yapıyorlar ve araç sahiplerinin gelecek yıllarda faydalanacağı birçok yenilikçi teknolojinin patentini alıyorlar.
Bu teknolojiler olgunlaştıkça, elektrikli araçların sürücüler ve işletmeler tarafından yaygın şekilde benimsenmesinde önemli bir rol oynayacak ve mobilitenin geleceğini şekillendirecek.