Plataforma Off-shore que integra tres fonts de generació elèctrica.

Una empresa  alemanya farà demostracions d'una plataforma off-shore única capaç de generar electricitat de tres formes diferents integrades a Iraklio (Grècia), a finals del 2020.

SINN Power porta cinc anys provant mòduls convertidors d’energia d’ones. Les boies unides als components mitjançant un marc d’acer generen energia a mesura que les ones les empenyen cap amunt i cap avall. La naturalesa modular de la plataforma és  pionera en aqeusta indústria.

Font: SINN Power

El disseny modular ha estat un element clau des que es van començar a desenvolupar tecnologies marítimes que permeten flexibilitat i una gran varietat d'aplicacions. Aquesta plataforma flotant pot subministrar energia renovable a les diferents illes de tot el món ... i contribuir a la implementació mundial dels parcs eòlics off-shore. Aquesta plataforma, depèn de tres fonts d’energia renovables: undimotriu, eòlica i solar.

La companyia ha convidat als fabricants de fotovoltaica solar per provar els seus equips en aquesta plataforma flotants.

És una plataforma única que podria allotjar una matriu solar de 20 kW i fins a quatre aerogeneradors de 6 kW. L'energia generada per l'aigua es pot treure de la mà de quatre convertidors d'energia d'ona integrats amb una profunditat de fins a 6,5 ​​peus d'alçada de manera que  gairebé no transmeten cap moviment al conjunt de la plataforma . El sistema està dissenyat per treballar en ones de fins a gairebé 20 peus d’alçada.

La naturalesa modular del sistema fa que es pugui adaptar a una gran varietat de necessitats industrials. Es poden obtenir i instal·lar peces fàcilment de recanvi i, en general, la modularitat ha de contribuir a mantenir els costos inferiors als equips actuals de la indústria.

Una altra característica del sistema és la xarxa de sensors elèctrics que supervisa contínuament irregularitats, condicions ambientals i possibles falles que podrien desencadenar fallades i ajudar a evitar parades o danys potencialment greus.

SINN Power és el primer que ofereix una solució energètica personalitzable amb ones, vent i fotovoltaica segons les condicions climàtiques de qualsevol ubicació i a preus competitius en comparació amb altres tecnologies provades.

Font: SINN Power

Per descomptat, hi haurà reptes i preguntes sobre la resistència d’aquest tipus de plantes. És evident que la durabilitat és el dubte més important. El mar és un 'soci' agressiu : potent, imprevisible i altament corrosiu ... Es pot esperar que aquestes plataformes produeixin energia durant cinc anys. Deu? Quinze? ​Proveiran confiança? Però hi han opinions sobre  l’energia derivada dels oceans és clau per a les necessitats energètiques futures del món.

Hi ha punts de vista sobre que les ones són altament previsibles. Tot i que no sempre hi han onades capaces de generar electricitat, són accessible pel 80 % de les ciutats més grans del món, que es troben a les zones costaneres. A més, poden ser útils per les illes, un gran nombre de les quals actualment depenen dels combustibles fòssils.

La capacitat de combinar la potència de les ones i el vent per estabilitzar el flux d'energia a la xarxa elèctrica és una de les oportunitats més interessants.

Font: SINN Power

Reutilització de les bateries.

A mesura que els vehicles elèctrics  van penetrant arreu del món, fa preveure que aviat,  hi haurà una onada de bateries usades amb un rendiment no útil pels vehicles elèctrics.

Un nou estudi demostra que aquestes bateries encara podrien tenir una segona vida útil i rendible com a emmagatzematge dels sistemes de back-up  de les instal·lacions fotovoltaiques, on podrien tenir una vida útil de més d’una dècada.

Font: Movilidad Eléctrica

Com a cas de prova, es va examinar detalladament una hipotètica granja de Califòrnia. Es va estudiar la viabilitat en diversos escenaris: la construcció d'una granja solar de 2,5 MW; construir la mateixa matriu juntament amb un nou sistema d’emmagatzematge de bateries d’ió de liti ; i construir-lo amb una bateries re-utilitzada dels  VE, que havien disminuït fins al 80 % de la seva capacitat.

Es va concloure, que la nova instal·lació de bateries no proporcionaria una rendibilitat neta raonable de la inversió, però que un sistema gestionat adequadament de bateries usades dels EV, podrien ser una bona i rendible inversió sempre que, les bateries costessin menys del 60 % del seu preu original.

No és tan fàcil

El procés pot semblar senzill i, de tant en tant, s’ha implementat en projectes a escala més petita, però ampliar-lo,  no és senzill. Hi ha molts problemes a nivell tècnic, per exemple:

1.- Com es protegeixen les bateries quan es desmunten  del cotxe per assegurar-se que són prou bones per re-utilitzar-les? 

2.- Com ​​s'empaqueten aquestes bateries per garantir-ne el seu funcionament  per evitar dispersió entre qualitats entres els packs?.

3.- Des del punt de vista econòmic,  s'està  segur que en les bateries hi ha prou valor per justificar el cost de traure-les dels cotxes, recollir-les, revisar-les i re-empaquetar-les per en una nova aplicació? 

L'estudi va utilitzar un model semiempíric de degradació de la bateria, entrenat amb dades mesurades, per predir la reducció de la capacitat en aquestes bateries d'ions de liti en diferents condicions de funcionament, i es va trobar que les bateries podrien assolir una vida útil i un valor màxim en operar amb cicles de càrrega i descàrrega relativament suaus. Sempre que es superi el 65% de la càrrega completa o inferior al 15 %. 

Aquesta constatació posa en dubte algunes hipòtesis anteriors sobre el fet de que si les bateries funcionen  a la màxima capacitat, s'obté un millor rendiment.

Quant duraran?

Un factor desconegut és el temps que aquestes  bateries podrien seguir funcionant de forma útil en aquestes aplicacions. L'estudi, es va basar en la següent hipòtesi conservadora: Les bateries  no serien útils  al assolir el 70 % de la seva capacita, és a dir, perdre un 10% més del 80 % d'aquest nou inici.

Però, és probable  que, continuant funcionant fins a un 60 % de la capacitat o fins i tot en valors  inferiors, es podria demostrar que són útils. Els estudis pilot a llarg termini, seran necessaris per determinar-ho. Molts fabricants de vehicles elèctrics ja comencen a fer aquests estudis pilot.

Font: Movilidad eléctrica

De fet, en si mateixa és una àrea de recerca, perquè la bateria típica té diverses vies de degradació. Intentar esbrinar què passa quan es supera aquesta fase de degradació més ràpida, és una activa àrea de recerca.

En part, la degradació està determinada per la manera de controlar les bateries. En realitat es podrien adaptar els algorismes de control durant tota la vida del projecte. Aquesta és una de les direccions que es seguirà investigant. Es creu que aquesta podria ser una bona aplicació utilitzar els mètodes  basats deep-learning, per intentar esbrinar el tipus de mètodes intel·ligents i analítiques predictives que s'ajusten a aquestes polítiques de control durant la vida del projecte.

L’economia real  d’aquest tipus de projectes, podria variar àmpliament en funció de les estructures de les  regulacions locals i l'estructura tarifaria. Per exemple, algunes lleis, permeten incloure el cost dels sistemes d’emmagatzematge en el cost global d’un nou subministrament d’energia amb fonts renovables, amb tarifa fixe , i d’altres no. L’economia d’aquests sistemes serà molt específica segons el país, per això, es pretén  que  un estudi fet pel cas de Califòrnia sigui un exemple il·lustratiu pels Estats Units.

Font: Híbridos y eléctricos.

Un informe recent de McKinsey Corp. mostra que a mesura que la demanda d’emmagatzematge com a back-up per a projectes d’energies renovables creixerà fins el 2030. Per tant, les bateries de segona vída dels VE, podrien satisfer la meitat d’aquesta demanda. Algunes empreses de VE, ja estan dissenyant els seus paquets de bateries específicament per fer posible aqeusta segona vída.

Font:  Institut de Tecnologia de Massachusetts

Un ús més intel·ligent de l’energia és clau per a un futur més ecològic.

Els LED, els termòstats programables, l'aïllament d'alta densitat i els vehicles elèctrics, malgrat aquestes innovacions, aproximadament dos terços de l'energia produïda als Estats Units es perd per ineficiències.

Pels científics i els economistes que treballen en les barreres entre les persones i un futur sostenible, treballen per millorar en eficiència.

Es disposa de molta energia que no s'utilitza amb prudència. Per exemple, escalfar habitacions quan no hi ha ningú o tenir un mal disseny de les llum en una sala. Alguns d'aquests poden semblar menors, però si es fan canvis, al escalar-lo pot tenir un gran impacte.

És positiu  que moltes universitats de tot el món hagin adoptat informàtica energètica, que s'hagi creat una revista i una conferència i que molts estudiosos hagin contribuït en aquesta recerca.

Font: Insight

Recentment, s'ha dedicat atenció als hivernacles de cultiu, fonamental per produir verdures i flors fresques per satisfer les necessitats del mercat, com ara flors per al dia de la mare.

L'increment dels hivernacle, és la clau per resoldre problemes extrems, des de problemes d'alimentació a Dubai o Alaska.

El principal cost pel futur d’aquest tipus d’agricultura és el cost, la majoria relacionats amb l’ús d’energia. Els productors nord-americans gasten uns 600 milions de dòlars anuals en electricitat per a l’enllumenat als seus hivernacles i fàbriques de plantes.

Utilitzant la informàtica d’energia, l'enginyeria, els llums LED d’alta eficiència i pràctiques de gestió de darrera generació pels hivernàcles, el projecte de recerca del Departament d’Agricultura dels Estats Units està trobant maneres de reduir els costos d’enllumenat i energia en un 50 %.

Ja, utilitzant només les tecnologies existents d’il·luminació i control ambiental, es va poder utilitzar  la informàtica energètica per crear simulacions d’ús energètic que van suposar un estalvi del 30% en el cost de produir un cultiu en un hivernacle .

Es podria aconseguir una major una reducció de l’ús d’energia a mesura que els equips de recerca experimentin amb les noves tecnologies d’il·luminació i la productivitat de les plantes.

Aquest matrimoni de dades i noves tecnologies serà clau per reduir les demandes energètiques mundials en hivernacles, edificis d'oficines, escoles, hospitals i cases.

Font: Tech Explore

L'eficiència energètica dels Estats Units augmenta al voltant d'un 2% anual i això. Es tracta de la taxa de creixement per l'augment de l'ús d'energia per a tots els nous dispositius. Així, si es  pogués augmentar el  rendiment d'eficiència energètica fins al 3% anual, gradualment es reduiria  els requeriments energètics. L'objectiu a llarg termini hauria de ser, generar menys energia i fer tot el que cal fer per ser més eficients.

Aquest estalvi incremental d’energia necessitarà més investigacions en el camp de l’analítica energètica i més formació en informàtica energètica per als futurs líders empresarials.

Font: Terry College of Business de la UGA

Nou rècord de velocitat en fibra òptica amb un sol xip.

Investigadors de les universitats de Monash, Swinburne i RMIT han aconseguit  a Austràlia, la velocitat més ràpida de transmissió de dades d’internet del món, des d’un sol xip òptic, capaç de descarregar 1000 pel·lícules d’alta definició en una fracció de  segon.

Aquest resultat ha estat publicat  a la prestigiosa revista Nature Communication, Això te el potencial de no només fer un seguiment ràpid  de la capacitat de telecomunicacions d’Austràlia pels propers 25 anys, sinó també,  la possibilitat que aquesta tecnologia es pugui distribuir a tot el món.

A la vista de les recents pressions que s’estan posant a la infraestructura mundial d’internet,  per les polítiques d’aïllament arran del COVID-19, l’equip de recerca, dirigit pel doctor Bill Corcoran (Monash), el professor distingit Arnan Mitchell (RMIT) i el professor David Moss (Swinburne) van poder aconseguir una velocitat de dades de 44,2 Terabits per segon (Tbps) a partir d’una sola font de llum.

Aquesta tecnologia té la capacitat de donar suport a les connexions a Internet d’alta velocitat d’1,8 milions de llars a Melbourne, Austràlia, alhora, i milers de milions a tot el món durant els períodes punta.

Les demostracions d'aquesta magnitud solen limitar-se a un laboratori. Però, per a aquest estudi, els investigadors van aconseguir aquestes ràpides velocitats mitjançant una infraestructura de comunicacions existent on van poder provar de manera eficient la capacitat d'aquesta xarxa real utilitzada pel NBN.  Es va utilitzar un nou dispositiu que substitueix 80 làsers amb un sol equip conegut com a micro-comb, més petit i lleuger que l'existent maquinari de telecomunicacions i va ser la primera vegada que es va utilitzar un micro-comb en un assaig de real.

Font:The Pigeon Express

Actualment s'està pensant en com aconseguir  com  mantenir la capacitat de la infraestructura d'Internet en un període de dos a tres anys, a causa del sense precedents  nombre de persones que utilitzen internet per a treballs remots, socialitzats i en streaming. Això indica que cal  ampliar la capacitat de les connexions a Internet.

El que demostra aquesta investigació, és la capacitat de les fibres de ser la columna vertebral de les xarxes de comunicacions d'ara i en el futur, gràcies al projecte NBN. S'ah desenvolupat quelcom que es pot escalar per satisfer les necessitats futures.

També, aquestes dades es poden utilitzar per a vehicles automòbils i transport futurs per ajudar a la medicina, l'educació, les finances i a les indústries de comerç electrònic.

Per il·lustrar l’impacte que tenen els micro-comb òptics en l’optimització dels sistemes de comunicació, els investigadors van instal·lar 76,6 km de fibres òptiques “fosques” entre el campus de la RMIT de Melbourne City i el campus Clayton de la Universitat de Monash. Les fibres òptiques van ser proporcionades per la xarxa d’investigació acadèmica d’Austràlia.

Dins d'aquestes fibres, els investigadors van col·locar els micro-comb, aportats per la Universitat de Swinburne, aquest actua com un arc de Sant Martí format per centenars de làser infraroig d'alta qualitat d'un sol xip. Cada “làser” té la capacitat d’utilitzar-se com un canal de comunicació separat.

Els investigadors van poder enviar dades màximes a cada canal, simulant l’ús màxim d’internet amb un ample de banda de  4THz.

El professor distingit Mitchell va dir que per assolir la velocitat òptima de dades de 44,2 Tbps, això demostrava el potencial de la infraestructura australiana existent. La futura ambició del projecte, és ampliar els emissors actuals de centenars de gigabytes per segon cap a desenes de terabytes per segon sense augmentar la mida, ni el pes ni el cost.

Font: Goldstein Report

A llarg termini, es preveu crear xips integrats fotònics  que permetin assolir aquest tipus de taxa de dades mitjançant enllaços de la existent fibra òptica amb un cost mínim. Inicialment, aquestes serien atractives per a comunicacions de gran velocitat entre centres de dades. Tanmateix,  aquesta tecnologia es podria convertir en un cost prou baix i compacte que podria ser desplegada per a un ús comercial pel públic en general arreu de les ciutats del món.

És impressionant la capacitat en les telecomunicacions de fibra òptica usant l’amplada de banda ultra alta. Aquesta recerca representa un rècord mundial de l'ampla de banda que es pot assolir en una sola fibra òptica a partir d'una font amb un únic xip. Els micro-comb, són una gran promesa per satisfer la demanda insaciable d'ample de banda. 

Font: Universitats de Monash, Swinburne i RMIT

Impacte mediambiental de la intel·ligència artificial

L’impacte mediambiental de la intel·ligència artificial (AI) ha estat un important tema des de finals del segle passat, i ben segur, serà una qüestió decisiva per aquesta dècada. Segons un recent estudi de l'Allen Institute for AI, es va justificar prioritzar "l'AI verda"  en l'eficiència energètica dels sistemes d'AI.

L'estudi va ser provocar veure que molts avenços amb un alt perfil en la IA tenen importants implicacions en la petjada de carboni. Una publicació al bloc de l'OpenAI del 2018,  va revelar que la quantitat necessària per a les majors emissions provocades per l'AI ha augmentat en 300.000 vegades des del 2012. Tot i que aquesta publicació no va calcular les emissions de carboni, d'altres ho han fet. Segons un document d’Emma Strubel i els seus col·legues, un nord-americà mitjà és responsable d’unes 36.000 tones d’emissions de CO2 a l’any; la formació i el desenvolupament d’un model de traducció automàtica que utilitza una tècnica anomenada cerca basat en l'arquitectura neural, va ser responsable d’unes 626.000 tones  de CO2.

Font: Jorg Greuel/Getty Images

Malauradament, aquests projectes anomenats RedAI podrien ser encara pitjors des d’una perspectiva ambiental, ja que el cost total del projecte en temps, energia i diners és normalment, molt superior al cost de generació del final.

A més, la realitat és que algunes àrees amb un alt perfil de l'IA vermella, com podria ser, desenvolupar nous models de detecció d’objectes per millorar la navegació autònoma en entorns complexos o aprendre representacions de text  a partir de quantitats massives de les dades no estructurades de la web, continuaran creixent de forma inimaginable. Per a tots, menys els investigadors amb més recursos (és a dir, els que treballen per a grans empreses de tecnologia). La gran quantitat de dades i el costos de càlcul, requereixen de players més petits.

Què es pot fer per impulsar la GreenAI? S' hauria de prioritzar a qualsevol preu la GreenAI??

Molts dels actuals projectes  RedAI, impulsen la ciència cap el processament de llenguatges naturals, la visió per ordinador i altres àrees importants de la IA. Si bé, avui en dia, els seus costos en carboni poden ser importants, el potencial d’impacte social positiu també és important.

Com a analogia, considerar el Projecte del Genoma Humà (HGP), que va costar 2.700 milions de dòlars americans i 13 anys per fer un mapa del genoma humà. El resultat de l'HGP es va considerar originàriament com una bossa mixta a causa del seu cost i la manca immediata d'invents científics. Ara, però, es pot mapejar el genoma d’un individu en poques hores per uns de 100 dòlars amb la  tecnologia de seqüenciació que es basa en la tecnologia principal de l’HGP ( genoma de referència ). Si bé l’HGP li mancava eficiència,  això va ajudar a obrir el camí cap a la medicina personalitzada.

Font: Aithority

De la mateixa manera, és fonamental mesurar tant l’entrada com la sortida dels projectes RedAI. Molts dels artefactes produïts per experiments de la RedAI (per exemple, representacions d’imatges per al reconeixement d’objectes o incrustacions de paraules en el processament del llenguatge natural) permeten avançar ràpidament en una àmplia gamma d’aplicacions.

Malgrat els mèrits científics subjacents, la RedAI no és sostenible, tant per les preocupacions mediambientals com per les barreres d’entrada que introdueix. Per continuar l'analogia, l'HGP va tenir èxit en seqüenciar el genoma humà, però es van requerir noves tecnologies de seqüenciació de l'ADN per reduir dràsticament els costos i fer que la seqüenciació del genoma fos àmpliament accessible. La comunitat d’AI, només ha de tenir com a objectiu reduir el consum d’energia a l’hora de construir models d’aprenentatge profund.

A continuació, es mostren uns suggeriments per a accions que adrecin a la indústria cap a una GreenIA:

Enfatitzar la reproduïbilitat: La reproducció i la compartició de tecnologies intermedies, és crucial per augmentar l’eficiència del desenvolupament de la IA. Sovint, la investigació de l'AI es publica sense codi, o els investigadors troben que no poden reproduir resultats ni tan sols amb el codi. A més, els investigadors poden enfrontar-se a obstacles interns perquè el seu treball sigui de codi obert. Aquests factors són els motors significatius de la RedAI, ja que poden obligar a duplicar els esforços sense ser eficient. Aquesta situació està canviant lentament, ja que en les conferències com NeurIPS, necesiten presentacions de codis reproduïbles juntament amb treballs de recerca.

Augmentar el rendiment del maquinari: Actualment hi ha una proliferació de maquinari especialitzat que no només ofereix un millor rendiment en tasques de deep-learnig, sinó que també augmenta l'eficiència (rendiment per watt). La demanda de GPUs de la comunitat d’AI va provocar el desenvolupament del TPU per part de Google i va impulsar tot el mercat de xips cap a productes més especialitzats. En els propers anys, es veura que NVIDIA, Intel, SambaNova, Mythic, Graphcore, Cerebras i altres empreses posaran el focus més en el maquinari per poder suportar les càrregues de treball d’AI.

Comprendre el deep-learning: Es sap que el deep-learning funciona. Però, tot i que les arrels de la tècnica es remunten a diverses dècades, la comunitat investigadora, encara no enten del tot el funcionament i el perquè. El fet de descobrir la ciència subjacent que hi ha al darrere del deep-learning i la caracterització formal dels seus punts forts i limitacions, ajudaria a orientar el desenvolupament de models més precisos i eficients. 

Democratitzar l deep-learning: Pressionar el límit de la precisió del deep-learning continua sent una apassionant àrea de la investigació. Els models existents ja són prou precisos per ser desplegats en un ampli ventall d'aplicacions. Gairebé tots els dominis industrials i científics poden beneficiar-se d’eines de deep-learning. Si moltes persones de molts sectors treballen en la tecnologia,es tindran més probabilitats de veure sorprenent innovacions en el rendiment i l'eficiència energètica.

Font: IEEE Spectrtum

Més socis: La majoria de les empreses més grans del món no tenen el talent per construir de manera eficient, l'IA  però els seus líders s’adonen que l’IA i el deep-learning seran components clau dels futurs productes i serveis. En lloc de fer-ho sols, les empreses haurien de buscar col·laboracions amb startups, incubadores i universitats per iniciar les seves estratègies d’IA.

Tot i que és poden veure vehicles de conducció autònoma que circula per una carretera de Silicon Valley, és important comprendre que encara s'està en els primers temps de l'AI.

En l'aviació, l'era pionera dels vols de principis dels anys 1900, es va caracteritzar per un increïble progrés  important però lent, que procedia de diferents  projectes d'arreu del món. Cinquanta anys després, a la “era d’acció”, la indústria de l’aviació havia desenvolupat un cicle continu d’avanç, fent que els avions fossin més grans, segurs, ràpids i més eficients en matèria de combustible. Per què? Com que els avenços fonamentals en enginyeria (com els motors de turbina) i la societat (com l’arribada d’agències reguladores) van proporcionar els blocs i la infraestructura necessaris per democratitzar el vol a motor.

Els anys 2020 es podrà experimentar increïbles avenços en la IA, però en termes d’infraestructura i ús eficient de l’energia encara s'està en l’època pionera. A mesura que avança la investigació de l'AI, cal insistir que les millors plataformes, eines i metodologies per a models de construcció són de fàcil accés i reproduïbles. Això comportarà millores contínues en la IA eficientment energètica.

Font: IEEE Spectrum

Tecnologia en el cotxe que permet estalviar combustible.

Una tecnologia desenvolupada per investigadors del Laboratori Nacional del Pacífic Nord-Oest del Departament d'Energia dels Estats Units, podria obrir el camí cap a un estalvi de combustible amb la conseqüent reducció de les emissions de gasos d'efecte hivernacle.

Dissenyada per funcionar amb el combustible existent d'un cotxe, la tecnologia de separació a bord és la primera a utilitzar la química, no una membrana física, per separar la benzina barrejada amb etanol en components de combustible d'alt i baix octanatge. Aleshores, un sistema d'octanatge a demanda pot mesurar la combinació de combustible adequada al motor depenent de la potència necessària: octanatge  inferior per al ralentí, octanatge superior per accelerar.

Font: Laboratori Nacional del Pacífic Nord-Oest del Departament d'Energia dels Estats Units

Els estudis han demostrat que l'octanatge a demanda, podria millorar fins a un 30 % l'estalvi de combustible i podria contribuir a reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle en un 20 %. Però fins al moment, les membranes de vaporació provades per a l'octanatge sota demanda  es deixen prop del 20 % dels components de combustible d'alt octanatge de la benzina.

Duran les proves amb tres diferents productes químics, la tecnologia de separació a bord, que està pendent de la patent de PNNL va separar el 95 % de l'etanol de la gasolina comercial. Els materials també són eficaços per a separar el butanol.

Mercat madur amb la tecnologia per millorar l’estalva de combustible

Els motors del futur són els de gran compressió que exprimeixen el màxim rendiment de cada gota de combustible. Malauradament, aquests motors agreugen un molest problema conegut com a 'detonació del motor'. La detonació, es produeix quan el pistó i la seqüència de combustió del motor estan momentàniament fora de sincronització, normalment durant l'acceleració. 

Vídeo

Els combustibles amb un octanatge superior poden eliminar aquest efecte, però són costosos de produir. L’etanol és un additiu barat pel combustible que augmenta el nivell d'octanatge per combatre la detonació. L’additiu, frena modestament les emissions de gasos d’efecte hivernacle, però redueix el rendiment del vehicle i l’estalvi de combustible. Quan un cotxe crema aturar, per exemple, en un semàfor, es perd molt octanatge que es podria aprofitar per accelerar.

És aquí,  on la tecnologia de separació a bord del PNNL te sentit. Com a part d’un sistema d'octanatge a demanda, la tecnologia optimitza el combustible disponible mitjançant la configuració del combustible adequat en el moment adequat.

Font: Laboratori Nacional del Pacífic Nord-Oest del Departament d'Energia dels Estats Units

Davant els requeriments de les administracions, tant per als combustibles renovables com per l’augment de l’estalvi de combustible, fan que les noves estratègies com la d’octatantge sota demanda siguin importants.

Amb un  ús creixent d'etanol i, amb el pas del temps, d'altres biocombustibles, una tecnologia com la tecnologia de separació a bord del PNNL significa que no s'ha de triar entre reduccions de les emissions de gasos d'efecte hivernacle i l'estalvi de combustible.

Experiència sobre les separacions químiques aplicada per millorar l’estalvi de combustible

L’objectiu de cada enfocament, era lligar etanol, després alliberar-lo de nou quan fos necessari. Les tres substàncies  van funcionar de manera efectiva, però un plantejament mostra les barreres pel mercat: les amines amb suport sòlid amb mitjans sorbents de sílice reutilitzables.

L'opció amb amina amb suport sòlid es basa en monocapa autònoma sobre suports mesoporosos, o SAMMS, tecnologia pionera a PNN. SAMMS s’ha aplicat en moltes aplicacions comercials. 

Font: WordPress.com

Basant-se en els primers comentaris de la indústria, l’equip s’aprofita del gas per als altres dos mètodes i s’està centrant en l’enfocament SAMMS. El major repte científic en aquest moment, és l'estabilitat o la degradació dels materials amb el pas del temps. Altres preguntes són més sobre enginyeria, com ara temps, cost i pes.

No s'ha d'oblidar que, sempre que s'augmenta la complexitat de l'automòbil, és una barrera, només cal que la tecnologia sigui el més senzilla i pràctica possible, de manera que sigui transparent per al consumidor. 

El següent pas: reduir el sutge

Una bona sorpresa,  van ser els resultats de les proves que mostraven que els materials de separació podien eliminar preferentment els aromàtics del combustible. Els aromàtics són components de gasolina derivats del cru. Aquests components augmenten la classificació d'octà, però també formen partícules de sutge, especialment durant la posada en marxa, quan el motor està fred. Reduir la quantitat d’aquestes partícules és una prioritat per als combustibles més nous i més nets.

Font: Laboratori Nacional del Pacífic Nord-Oest del Departament d'Energia dels Estats Units.

Quants quubits es necessiten per a la supremacia quàntica?

Els ordinadors quàntics poden resultar més potents que qualsevol altre supercomputador, per això, es vol calcular el que necessiten aquests ordinadors quantics  per assolir aquesta "supremacia quàntica"

Si bé els ordinadors clàssics activen o desactiven els transistors per simbolitzar les dades com a zero i uns, els ordinadors quàntics utilitzen els bits quàntics o qubits que, a causa de la estranya naturalesa de la física quàntica, poden estar en un estat de superposició on es troben alhora l'1 i el 0.

La superposició permet que un qubit realitzi dos càlculs alhora, i si dos qubits estan enllaçats mitjançant un efecte quàntic conegut com a entrellaçat, poden ajudar a realitzar dos o quatre càlculs simultàniament; tres qubits, tres o vuit càlculs; etcètera. En principi, un ordinador quàntic amb 300 qubits podria realitzar més càlculs en un instant que els àtoms a l’univers visible.

Encara existeix controvèrsia per saber quants qubits es necessiten per assolir la supremacia quàntica dels equips estàndard. L’any passat, Google va manifestar que va assolir la supremacia quàntica amb només 53 qubits, realitzant un càlcul en 200 segons que la companyia estimava que trigaria 10.000 anys en el supercomputador més potent del món, però els investigadors d’IBM van argumentar en una publicació  “que una simulació ideal de la mateixa tasca, es pot realitzar en un sistema clàssic en 2,5 dies i amb una fidelitat molt més gran.

Per veure el què pot exigir la supremacia quàntica en realitat, els investigadors van analitzar tres maneres diferents de circuits quàntics que podrien resoldre problemes que en teòria,  els ordinadors convencionals no podrien resoldre. Els circuits  temporals de la polinomia quàntica instantània (IQP) són una forma especialment senzilla de connectar qubits en circuits quàntics. Els circuits d’Algoritmes d’Optimització Quàntica aproximada (QAOA) són més avançats, utilitzen qubits per trobar bones solucions als problemes d’optimització. Finalment, els circuits de mostreig del bosó utilitzen fotons en lloc de qubits, analitzant els camins que fan aquests fotons després d'interaccionar-se entre ells.

Suposant que aquests circuits quàntics competissin contra supercomputadors capaços de fins a un quintilló  d'operacions en punt flotant per segon (FLOPS), els investigadors van calcular que es podia assolir la supremacia quàntica amb 208 qubits amb circuits IQP, 420 qubits amb circuits QAOA i 98 fotons amb circuits de mostreig de bosons.

Sorprèn una mica que al final es pugui produir un número que no estigui tan lluny del tipus de nombres que es veuen en dispositius existents. El primer enfoc que s'havia proposat era de 10.000 quibits o més, i el segon enfocament encara necessitaria gairebé 2.000. Finalment, al tercer enfocament es va poder eliminar gran part de la despesa en l'anàlisi i es va reduir els nombres a centenars de qubits. Els científics afegeixen que la supremacia quàntica podria ser possible amb encara menys quantitats. 

Quan es tracta de Google, els investigadors assenyalen que les afirmacions de l’empresa són difícils d’analitzar perquè Google va triar una tasca de computació quàntica difícil de comparar amb qualsevol algorisme conegut en la computació clàssica.

S'ha aconseguit la supremacia computacional quàntica quan s'ha fet alguna cosa que no es sap fer amb un dispositiu clàssic? O realment es vol estar segurs que és impossible, fins i tot, utilitzar algoritmes que potser encara no existeixen?  

Sembla que Google està adoptant amb claredat la posició anterior, tot i que reconeix que esperen que les innovacions algorítmiques redueixin el cost de la simulació clàssica, però també esperen que la millora dels dispositius quàntics sigui suficient per mantenir un estat de supremacia computacional quàntica. Es basen en arguments de la teoria de la complexitat només per suggerir que és improbable una extrema  millora a la simulació clàssica. Això és definitivament una interpretació defensable.

Font: IEEE Spectrum