Nissan zapája kvantové výpočty do aerodynamiky, chce zrýchliť vývoj elektromobilov

Kvantový počítač zatiaľ nenahrádza aerodynamický tunel.

Quemix oznámil, že s Nissanom spustil spoločný vývojový projekt zameraný na softvér pre analýzu aerodynamiky s využitím kvantových výpočtov. Jeho základom je hybridný kvantovo-klasický algoritmus navrhnutý pre budúce kvantové počítače typu Early FTQC, teda rané stroje odolné voči chybám. V kvantovom simulátore nová metóda s vysokou presnosťou zopakovala výsledky konvenčnej klasickej aerodynamickej analýzy. Nissan a Quemix si na túto technológiu podali aj patentové prihlášky.

Jeden dôležitý detail si vyžaduje triezve čítanie. Nissan netvrdí, že zajtrajšia Ariya, Leaf alebo Qashqai vzniknú v kvantovom počítači. Firmy testovali algoritmus v kvantovom simulátore, nie na skutočnom kvantovom počítači v rámci vývojového procesu sériového vozidla. Príbeh je vďaka tomu vecnejší, no nie menej významný. Pri vývoji áut má výhodu ten výrobca, ktorý dokáže vypočítať prúdenie vzduchu okolo desiatok alebo stoviek karosárskych variantov ešte predtým, ako investuje čas do aerodynamického tunela a peniaze do fyzických prototypov.

Prečo je aerodynamika pri elektromobile dôležitejšia než kedykoľvek predtým.

Aerodynamika nie je len o znižovaní odporu pri diaľničných rýchlostiach. Ovplyvňuje dojazd elektromobilu, reálne zaťaženie batérie, aerodynamický hluk, prúdenie chladiaceho vzduchu, teploty bŕzd aj ochranu podvozka. V Európe pribúda ďalší tlak. Nové ciele pre emisie CO2 osobných áut sa sprísňujú, pričom Európska environmentálna agentúra uvádza cieľ 93,6 g/km na roky 2025 až 2029, 49,5 g/km na roky 2030 až 2034 a 0 g/km od roku 2035.

Aj preto Nissan vníma aerodynamiku ako výpočtový problém. Každý detail karosérie, každé zrkadlo, podbeh, spodný kryt, chladiaci otvor či odtrhová hrana vytvára v prúdení turbulencie. Klasická CFD, čiže výpočtová dynamika tekutín, dáva inžinierom obrovské množstvo informácií, no vyžaduje čas aj výpočtový výkon. Technická správa Nissanu už v roku 2022 uvádzala, že CFD si žiada značné zdroje a čas a že firma vyvíja náhradný model založený na strojovom učení. Ten sa má učiť vzťah medzi tvarom vozidla a výsledkami CFD a predpovedať tlak, rýchlosť vzduchu aj koeficient odporu.

Nový algoritmus delí úlohu medzi dva svety.

Prístup Nissanu a Quemixu neodovzdáva celý aerodynamický problém kvantovému počítaču. Klasický počítač rieši podmienky prítoku a odtoku spolu s časťami spojenými s pohybujúcimi sa objektmi. Kvantový počítač preberá jadro dynamiky tekutín vrátane hraníc stacionárnych objektov. Takéto rozdelenie práce dáva zmysel, pretože rané kvantové počítače odolné voči chybám nebudú ponúkať neobmedzený výpočtový výkon.

Technická prekážka spočíva v okrajových podmienkach. Jednoduchá kocka alebo pravidelná mriežka je pre kvantový algoritmus oveľa jednoduchšia než skutočná karoséria auta, kde sa povrchy zakrivujú, detaily pretínajú a prúdenie okolo kolies, podvozka a zadnej časti sa stáva mimoriadne zložitým. Podľa Quemixu kvantové obvody potrebné pre tieto okrajové podmienky rýchlo narastajú do príliš veľkých rozmerov. Nový hybridný algoritmus sa snaží toto úzke miesto rozpliesť tým, že časť najťažšej práce ponecháva klasickému počítaču.

Nissan nie je v týchto pretekoch sám.

Vývoj na najvyššej úrovni sa v celom odvetví posúva rovnakým smerom: menej fyzických testov, viac digitálnych iterácií. V apríli 2026 IBM a Dallara uviedli, že ich fyzikálny model umelej inteligencie dokáže posúdiť varianty zadného difúzora pre pretekárske auto v štýle LMP2 približne za 10 sekúnd, zatiaľ čo konvenčná CFD potrebuje hodiny. IBM a Dallara zároveň paralelne skúmajú kvantové aj klasické prístupy s cieľom neskôr ich využiť v zložitejších simuláciách.

Výhodou Nissanu je, že počítačové simulácie neberie ako laboratórnu zaujímavosť. Prípadová štúdia AMD opísala, ako Nissan po prechode na virtuálne stroje Microsoft Azure poháňané procesormi AMD EPYC zlepšil výkon nárazových simulácií o 30 percent a znížil celkové náklady príslušného CAE pracovného toku o 20 percent. Ukazuje to, ako vážne Nissan pristupuje k výpočtovému výkonu ako k urýchľovaču vývoja vozidiel.

Pre kupujúcich by výsledkom mohlo byť tichšie a úspornejšie auto.

Samotný kvantový počítač neurobí ďalší elektromobil Nissanu príťažlivejším. Nástroj tohto typu by však mohol dať inžinierom možnosť preveriť viac variantov karosérie a podvozka a optimalizovať prúdenie vzduchu skôr, než do hry vstúpi drahý fyzický prototyp. Pre európskych zákazníkov by sa výsledok mohol prejaviť veľmi konkrétne: o niekoľko percent nižšou spotrebou energie na diaľnici, menším aerodynamickým hlukom a dlhším reálnym elektrickým dojazdom.

Najväčšia hodnota spočíva v čase. Vývoj elektromobilov napreduje rýchlo, čínski výrobcovia tlačia ceny nadol a európske predpisy vyžadujú pozornosť ku každému gramu. Ak Nissan dokáže zapojiť kvantovo-klasický aerodynamický softvér do skutočného vývojového procesu, mohol by skrátiť testovacie cykly a dôslednejšie hľadať tvary, ktoré dobre vyzerajú a zároveň sa predierajú vzduchom s menšími energetickými stratami.

Technické zhrnutie.

Nissan a Quemix vyvíjajú kvantovo-klasický simulačný softvér pre aerodynamiku.

Systém cieli na budúce kvantové počítače Early FTQC odolné voči chybám.

Klasický počítač počíta prítok, odtok a prvky súvisiace s pohybom, zatiaľ čo kvantový počítač rieši jadro dynamiky tekutín.

V kvantovom simulátore algoritmus s vysokou presnosťou zopakoval výsledky klasickej aerodynamickej analýzy LBM.

Pre európsky trh sú najväčším potenciálnym prínosom nižšia spotreba energie, dlhší elektrický dojazd a rýchlejší vývoj modelov.