Nissan zapojuje do aerodynamiky kvantové výpočty, chce zrychlit vývoj elektromobilů

Kvantový počítač zatím aerodynamický tunel nenahrazuje

Quemix oznámil, že s Nissanem zahájil společný vývoj softwaru pro analýzu aerodynamiky využívajícího kvantové výpočty. Základem je hybridní kvantový a klasický algoritmus určený pro budoucí kvantové počítače Early FTQC, tedy rané stroje odolné vůči chybám. V kvantovém simulátoru nová metoda s vysokou přesností reprodukovala výsledky běžné klasické aerodynamické analýzy. Nissan a Quemix si na technologii podaly také patentové přihlášky.

Jeden důležitý detail si zaslouží střízlivý výklad. Nissan netvrdí, že zítřejší Ariya, Leaf nebo Qashqai vzniknou uvnitř kvantového počítače. Firmy algoritmus otestovaly v kvantovém simulátoru, nikoli na skutečném kvantovém počítači zapojeném do vývoje sériového vozu. Tím je zpráva méně bombastická, ale ne méně významná. Ve vývoji aut má výhodu ten, kdo dokáže spočítat proudění vzduchu kolem desítek či stovek variant karoserie dřív, než začne trávit čas v aerodynamickém tunelu a utrácet peníze za fyzické prototypy.

Proč je aerodynamika u elektromobilů důležitější než kdy dřív

Aerodynamika není jen o snižování odporu ve vysokých dálničních rychlostech. Ovlivňuje dojezd elektromobilu, reálné zatížení baterie, aerodynamický hluk, proudění chladicího vzduchu, teploty brzd i ochranu podvozku. V Evropě se k tomu přidává další tlak. Zpřísňují se cíle pro emise CO2 nových osobních aut. Evropská agentura pro životní prostředí uvádí jako cíl 93,6 g/km pro roky 2025 až 2029, 49,5 g/km pro roky 2030 až 2034 a 0 g/km pro rok 2035.

I proto Nissan vnímá aerodynamiku jako výpočetní problém. Každý detail karoserie, každé zrcátko, podběh, spodní kryt, chladicí otvor i odtrhová hrana vytváří v proudění vzduchu turbulence. Klasická CFD, tedy výpočetní dynamika tekutin, dává inženýrům obrovské množství informací, vyžaduje ale čas i výpočetní výkon. Technická zpráva Nissanu už v roce 2022 uváděla, že CFD vyžadovalo značné prostředky a čas a že firma vyvíjela náhradní model založený na strojovém učení. Ten se měl učit vztah mezi tvarem vozu a výsledky CFD a předpovídat tlak, rychlost proudění vzduchu i součinitel odporu.

Nový algoritmus dělí práci mezi dva světy

Přístup Nissanu a Quemixu nepředává celý aerodynamický problém kvantovému počítači. Klasický počítač řeší podmínky na vstupu a výstupu proudění spolu s částmi souvisejícími s pohybujícími se objekty. Kvantový počítač přebírá jádro dynamiky tekutin, včetně hranic stacionárních objektů. Takové rozdělení práce dává smysl, protože rané kvantové počítače odolné vůči chybám nenabídnou neomezený výpočetní výkon.

Technická překážka spočívá v okrajových podmínkách. Jednoduchá krychle nebo pravidelná mřížka jsou pro kvantový algoritmus mnohem snazší než skutečná karoserie auta, kde se plochy zakřivují, detaily se protínají a proudění kolem kol, podvozku a zádě se stává mimořádně složitým. Podle Quemixu kvantové obvody potřebné pro tyto okrajové podmínky rychle narůstají do příliš velkých rozměrů. Nový hybridní algoritmus se snaží toto úzké hrdlo odstranit tím, že část náročné práce nechává klasickému počítači.

Nissan v tomto závodě není sám

Napříč odvětvím se špičkový vývoj ubírá stejným směrem: méně fyzických zkoušek, více digitálních iterací. V dubnu 2026 IBM a Dallara uvedly, že jejich fyzikálně založený model umělé inteligence dokáže posoudit varianty zadního difuzoru závodního vozu stylu LMP2 zhruba za 10 sekund, zatímco běžné CFD potřebovalo hodiny. IBM a Dallara zároveň paralelně zkoumají kvantové i klasické přístupy s cílem využít je později ve složitějších simulacích.

Výhodou Nissanu je, že počítačové simulace nebere jako laboratorní kuriozitu. Případová studie AMD popsala, jak Nissan po přechodu na virtuální stroje Microsoft Azure poháněné procesory AMD EPYC zlepšil výkon simulací nárazů o 30 procent a snížil celkové náklady příslušného CAE pracovního postupu o 20 procent. Ukazuje to, jak vážně Nissan vnímá výpočetní výkon jako prostředek ke zrychlení vývoje vozidel.

Pro zákazníky může být výsledkem tišší a úspornější auto

Kvantový počítač sám o sobě neudělá příští elektromobil Nissanu atraktivnějším. Podobný nástroj ale může dát inženýrům možnost testovat více variant karoserie i podvozku a optimalizovat proudění dřív, než do hry vstoupí drahý fyzický prototyp. Pro evropské zákazníky by se výsledek mohl projevit velmi konkrétně: o několik procent nižší spotřebou energie na dálnici, menším aerodynamickým hlukem a delším reálným dojezdem na elektřinu.

Největší hodnota spočívá v čase. Vývoj elektromobilů postupuje rychle, čínští výrobci tlačí ceny dolů a evropská regulace vyžaduje pozornost ke každému gramu. Pokud Nissan dokáže zapojit kvantový a klasický aerodynamický software do skutečného vývojového procesu, mohl by zkrátit testovací cykly a důrazněji hledat tvary, které dobře vypadají a zároveň prořezávají vzduch s menšími ztrátami energie.

Technické shrnutí

Nissan a Quemix vyvíjejí software pro simulaci aerodynamiky kombinující kvantové a klasické výpočty.

Systém míří na budoucí kvantové počítače Early FTQC odolné vůči chybám.

Klasický počítač počítá vstupní a výstupní proudění a prvky související s pohybem, zatímco kvantový počítač řeší jádro dynamiky tekutin.

V kvantovém simulátoru algoritmus s vysokou přesností reprodukoval výsledky klasické aerodynamické analýzy LBM.

Pro evropský trh představují největší potenciální přínosy nižší spotřeba energie, delší dojezd na elektřinu a rychlejší vývoj modelů.