基于量子退火模拟锂铁磷酸盐电荷特性
材料科学
2025-11-25 v1
摘要
量子计算硬件的快速演进为能源材料的模拟开辢了新的途径。今天的量子退火机能够处理复杂的组合优化问题。这类问题的典型挑战之一是具有占位无序性的材料，需找到能量较低（或最低）的原子排列。在本文中，介绍了一种方法，用于识别锂离子和还原电子在锂铁磷酸盐（LFP）中呈相关的基态分布。所采用的数点-库仑能模型正确再现了LFP的充电特性。如图所示，通过能量费函数的准粒子变换，使得组合分布问题可在量子退火（QA）硬件上求解。QA 输出统计遵循以问题相关有效抽样温度为特征的准热力学行为，这对QA 性能随系统规模扩展的估计具有影响。本工作表明量子计算在能源材料中电子和离子自由度的联合优化方面具有潜力。
引用
@article{arxiv.2503.10581,
title = {Simulating charging characteristics of lithium iron phosphate by electro-ionic optimization on a quantum annealer},
author = {Tobias Binninger and Yin-Ying Ting and Konstantin Köster and Nils Bruch and Payam Kaghazchi and Piotr M. Kowalski and Michael H. Eikerling},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.10581},
year = {2025}
}