Les scientifiques utilisent l’informatique quantique pour créer du verre qui réduit d’un tiers le besoin de courant alternatif
Deux chercheurs de l’Université de Notre Dame, en collaboration avec l’Université KyungHee de Corée du Sud, ont récemment utilisé l’informatique quantique pour aider à développer un nouveau revêtement de fenêtre transparent capable de bloquer la chaleur solaire. Dans des conclusions publiées dans Niveaux d’énergie ACS, Tengfei Luo, Notre Dames DoriniFamily Professor of Energy Studies, et l’associé postdoctoral, SeongminKim, ont travaillé ensemble pour concevoir leur couche transparente de refroidisseur radiatif (TRC), qui ne permet que la lumière visible externe qui n’augmente pas les températures intérieures, réduisant ainsi les coûts de refroidissement des bâtiments d’autant jusqu’à un tiers des taux actuels. Selon l’Agence internationale de l’énergie, la climatisation et les ventilateurs électriques représentent 20 % des coûts énergétiques des bâtiments dans le monde, soit environ 10 % de la consommation humaine d’électricité.
Pour déterminer la meilleure configuration de matériaux absolue, l’équipe s’est appuyée sur l’apprentissage automatique et le domaine prometteur de l’informatique quantique pour une solution. Bien que dans ses phases de développement relativement précoces, l’informatique quantique offre un immense potentiel en raison de sa capacité à surpasser de loin les méthodes informatiques traditionnelles. Actuellement, même les supercalculateurs classiques les plus avancés s’appuient sur un état binaire représentant les informations sous forme de 1 et de 0 pour effectuer tous leurs calculs, ce qui signifie qu’il y a des limites à ce qu’ils peuvent et ne peuvent pas réaliser. L’informatique quantique, en revanche, peut représenter l’information sous la forme de 1, de 0 ou d’une combinaison des deux. Cela donne hypothétiquement aux scientifiques un avantage considérable dans de nombreux domaines, tels que les simulations en sciences naturelles et la recherche sur la fusion nucléaire.
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Pour que la conception de Luo et Kims TRC fonctionne correctement, des couches incroyablement minces de matériaux devaient être compilées de manière exacte pour assurer une réduction optimale de la chaleur. Dans ce cas, l’apprentissage automatique et l’informatique quantique se sont associés pour tester des modèles en quelques fractions de seconde, analysant pratiquement tous les mélanges et combinaisons de matériaux possibles pour trouver le meilleur.
Le résultat est une couche de 1,2 micron d’épaisseur de silice, d’alumine et d’oxyde de titane sur une base de verre qui est ensuite recouverte du même polymère utilisé dans les lentilles de contact. La nouvelle combinaison a ensuite surpassé les autres revêtements de verre à réduction de chaleur actuellement disponibles. Je pense que la stratégie informatique quantique est aussi importante que le matériau lui-même, a déclaré Luo dans un communiqué de presse de l’Université de Notre Dame hier. Grâce à cette approche, nous avons pu trouver le meilleur matériau de sa catégorie, concevoir un refroidisseur radiatif et prouver expérimentalement son effet de refroidissement.
Au fur et à mesure que les progrès progressent, ces types de couches transparentes de réduction de la chaleur peuvent être de plus en plus appliquées aux fenêtres et aux structures en verre afin de contribuer à réduire considérablement les émissions d’énergie alors que le monde se précipite pour éviter les pires futurs potentiels des changements climatiques.