باحثون من معهد العلوم الأساسية في كوريا الجنوبية بالتعاون مع جوليانو بينينتي من
الميكرومايزر هو النظام الذييتم استخدام شعاع من الذرات لضخ الفوتونات إلى التجويف. ببساطة، يمكن اعتبار الميكرومازر بمثابة تكوين مرآة لنموذج بطارية كمومية تجريبية: يتم تخزين الطاقة في مجال كهرومغناطيسي، والذي يتم شحنه بواسطة تيار من البتات الكمومية التي تتفاعل معها تسلسليًا. أظهر باحثون كوريون وإيطاليون أن الميكروماسرز لها خصائص تجعلها نماذج مثالية للبطاريات الكمومية.
واحدة من المشاكل الرئيسية مع استخدامأما المجال الكهرومغناطيسي لتخزين الطاقة فهو أنه يمتص كمية هائلة من الطاقة، أكثر من اللازم. إنها مثل بطارية الهاتف، التي يتم شحنها إلى ما لا نهاية عند توصيلها بالشبكة. وفي هذه الحالة، فإن نسيان أن الهاتف الذكي متصل بالشبكة أمر خطير للغاية؛ ولا توجد آلية من شأنها إيقاف العملية.
مثالان على "الهواتف الكمومية" ، كلاهما يشحنبطاريات الكم على أساس المجالات الكهرومغناطيسية. يسارًا: بروتوكول الشحن بدون استخدام ميكرو ليزر يؤدي إلى شحن غير متحكم به للبطارية مع احتمال حدوث تلف. يمينًا: يمكن لبروتوكول الشحن المستند إلى المايزر الدقيق التحكم بشكل مستقل في مقدار الشحن الذي يتم وضعه في الهاتف الكمومي. الائتمان: معهد العلوم الأساسية
إلا أن النتائج العددية التي توصل إليها العلماء أظهرت ذلكهذا الوضع مستحيل في ميكرومايزر. يصل المجال الكهرومغناطيسي سريعًا إلى التكوين النهائي (يسمى تقنيًا الحالة المستقرة)، والتي يتم تحديد طاقتها مسبقًا عند بناء الميكرومازر. توفر هذه الخاصية الحماية ضد مخاطر الشحن الزائد.
كما وجد العلماء أن النهائيتكوين المجال الكهرومغناطيسي في حالة نقية. وهذا يعني أنها لا "تجلب" ذاكرة الكيوبتات التي تم استخدامها أثناء الشحن. الخاصية الأخيرة مهمة بشكل خاص عند العمل باستخدام بطارية كمومية. وهذا يضمن إمكانية استخراج كل طاقتها واستخدامها عند الحاجة. ليست هناك حاجة لتتبع الكيوبتات المستخدمة في عملية الشحن.
سابقا، باحثون من مركز النظريوضع فيزيائيو الأنظمة المعقدة في كوريا الجنوبية حدودًا مشددة على أداء الشحن المحتمل للبطارية الكمومية. وعلى وجه الخصوص، أظهروا أن مجموعة البطاريات الكمومية ستؤدي إلى زيادة كبيرة في سرعة الشحن. خاصة عند مقارنتها بالبروتوكول الكلاسيكي. وهذا ممكن بفضل التأثيرات الكمومية التي تسمح بشحن عناصر البطاريات الكمومية في وقت واحد.
وعلى الرغم من هذه التطورات النظرية،لا يزال هناك عدد قليل من التطبيقات التجريبية للبطاريات الكمومية. المثال المضاد الوحيد المعروف استخدم مجموعة من الأنظمة ذات المستويين (تشبه إلى حد كبير الكيوبتات) لتخزين الطاقة. في هذه الحالة، تم توفير الطاقة عن طريق المجال الكهرومغناطيسي (الليزر).
قراءة المزيد:
ستؤثر أكبر هجرة في تاريخ الأرض على جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب
جمع المصورون الفلكيون صورة مفصلة للقمر من 200 ألف صورة
ما يقرب من نصف حالات السرطان مرتبطة بعوامل خطر يمكن الوقاية منها
صورة الغلاف: Rosser1954 ، CC BY-SA 4.0 ، عبر ويكيميديا كومنز