微软对氢燃料电池的发展有何兴趣？
近日，根据微软量子团队官方博客，微软和庄信万丰宣布合作，利用Azure Quantum中的量子计算加速氢燃料电池的研发，加速量子化学发现多同时，以推动可持续能源的新发现。
目前为止，庄信万丰称已经实现了两倍的加速，而微软的量子机器正在研发中。两家影响力巨大的公司都认识到，化学和材料科学方面的突破是创造零碳未来所必需的。
庄信万丰是可持续技术的全球领导者，已经超过200年在交通、能源和化学加工方面取得了创新和技术突破。
庄信万丰可持续技术研发的一个关键领域是为卡车和公共汽车提供动力的氢燃料电池寻找更好的催化剂。电催化剂是促进燃料电池电化学反应的材料，有助于使用氢燃料发电。当今氢燃料电池最有效的催化剂是铂，这种催化剂很少见且非常昂贵。庄信万丰扩大了其在电催化剂方面的突破性数字研究，以开发使用更少铂的替代合金催化剂，以降低燃料电池技术的成本。这项研究需要大量的计算资源来模拟材料内复杂的原子相互作用。
此次庄信万丰选择与微软Azure Quantum合作，并利用Azure HPC的超级计算能力和精细的工作流程加速化学模拟，探索人工智能的潜力，并准备好量子计算。这些工具可以加速纳米颗粒模拟以发现新的催化剂。将这些工具与 Azure HPC 的超级计算功能结合使用，该团队大大提高了理解和设计新电催化剂材料所需的计算吞吐量。
该团队已经能够加速某些量子化学计算，并将其缩短了从六个月到一周的周转时间。“借助 Azure HPC，我们看到我们运行的一些化学计算速度提高了约 50%，这对研发至关重要，因为每一秒都很重要，不仅是为了快速获得结果，而且在成本和吞吐量方面，”庄信万丰技术中心研究经理 Glenn Jones 说。
图源微软量子团队官方博客
什么是量子化学？量子化学是化学领域的一个分支，它采用量子力学原理来理解原子、分子和化学反应的行为。它试图通过使用先进的理论模型和计算方法研究原子和电子的运动、以及相互作用来解释分子的结构和性质。量子化学在材料科学、药物设计、催化等现代化学领域发挥着越来越重要的作用。该领域的研究人员旨在开发更准确的模型和模拟来预测分子和化学系统的行为，这有助于新材料和化学反应的设计和开发。
据介绍，这些突破性的加速功能是通过最先进的 Azure HPC 硬件实现的，该硬件特别适用于化学和材料科学工作负载。Azure HPC云的规模允许对化学和材料科学发现进行大规模并行计算，而InfiniBand连接的 CPU/GPU 体系结构可加速紧密耦合的分子模拟工作负载。像AiiDA这样的工作流程工具可以帮助用户利用云的力量，同时管理其复杂性和大规模并行计算的数据规模。此外，Azure 部署工具可用于在云中快速建立和管理计算化学和材料科学环境。
图源微软量子团队官方博客
虽然微软看起来不像是一家致力于氢燃料电池技术开发的公司，但它拥有的资源可以帮助庄信万丰的专家们加快对一些最大挑战的理解，并朝着开发可行解决方案的方向前进。
微软方面表示，Azure 不仅提供超级计算规模和模拟加速，它还使庄信万丰能够为量子未来做好准备，通过混合工作流程和代码来解决更雄心勃勃的问题，并在规模化的量子系统可用时更快地创新。
他们相信氢燃料电池技术和其他清洁能源可以帮助克服重大的全球挑战。除了氢燃料电池技术的发展，两家公司还表示，化学和材料科学也是解决世界面临最棘手问题的答案，比如扭转全球变暖趋势和解决粮食不安全问题。通过在这一研究领域取得有意义的进展，他们有可能影响96%的产品和地球上的每一个人。
关于氢能，微软此前也有相关动作。2022年1月15日，由微软联合创始人比尔?盖茨 ( Bill Gates ) 等科技界亿万富翁创立的清洁技术风险投资基金 Breakthrough Energy 正向净碳、绿色氢燃料等技术领域投资几十亿美元，有望为清洁能源项目引来总额高达上百亿美元的资金。6月，该机构投资氢储运环节。
