Специалисты компании Microsoft оригинально проверили возможности своей новой облачной платформы Azure Quantum Elements для научной работы. Они поставили перед ней задачу найти наилучший материал для электролита аккумулятора, который превзойдёт литийионную батарею. Платформа справилась с заданием за две недели, тогда как обычно коллективы учёных тратят на такое годы, если не десятилетия.
Слева опытные аккумуляторы, справа стенд для их тестирования и самодельные часы на них. Источник изображения: Harry McCracken
Платформа Azure Quantum Elements представлена компанией Microsoft прошлым летом. Слово «квантовое» в названии платформы не должно вводить в заблуждение. Пока это классические суперкомпьютеры. Квантовыми они станут когда-нибудь потом — через пять или десять лет, а может позже. В идеале Azure Quantum Elements будет представлять собой гибридный подход — симбиоз классических и квантовых систем. Тем не менее, платформа заточена на обработку научных данных по особенным алгоритмам, что делает её полезной уже на данном этапе.
По большому счёту в Microsoft не нуждались в новых аккумуляторах. Это в стороне от непосредственных интересов компании. Но проверить платформу Azure Quantum Elements в деле — провести боевое крещение, было заманчиво. В компании работает группа исследователей по вопросам квантовых вычислений, и работа с материалами для них обычная рутина. Команда отобрала 32,6 млн веществ и соединений для анализа платформой. Интеллектуальные алгоритмы сначала сократили число кандидатов до 500 тыс., затем до 500, до 150 и до 18.
На завершающем этапе отбора Microsoft обратилась за помощью к узким специалистам — к учёным из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (Pacific Northwest National Laboratory, PNNL). Они отобрали наиболее перспективный материал — соединение лития и натрия в соотношении 30/70 — и помогли сделать прототипы аккумуляторов в формфакторе CR2032.
Получившийся аккумулятор с твёрдым электролитом не горит, не взрывается, обладает большим числом циклов перезаряда и большей ёмкостью, чем аналогичные по исполнению чисто литийионные аккумуляторы. Компания не считает это изобретение своим достижением. Она гордится платформой Azure Quantum Elements, которая ужала годы исследований, проб и ошибок всего в две недели работы. Правда, доводка разработки до ума и изготовление прототипов в PNNL заняли ещё один год, но без этой завершающей фазы нельзя обойтись сейчас и вряд ли её можно будет значительно ускорить в будущем.
Сейчас платформа Azure Quantum Elements доступна некоторым клиентам Microsoft и работает в ограниченном тестовом режиме. Известно, что с её помощью британская Johnson Matthey разрабатывает каталитические нейтрализаторы и водородные топливные элементы. «Цифра» позволила нам спрессовать десятки и сотни лет изысканий в недели и часы вычислений. Наука получила мощный толчок к движению вперёд, и эти инструменты становятся совершеннее год от года.