Изследователи от Института за основни науки в Южна Корея в сътрудничество с Джулиано Бененти от
Микромазерът е система, в коятолъч от атоми се използва за изпомпване на фотони в кухината. Просто казано, микромазерът може да се разглежда като огледална конфигурация на експериментален квантов модел на батерия: енергията се съхранява в електромагнитно поле, което се зарежда от поток от кубити, последователно взаимодействащи с него. Корейски и италиански изследователи показаха, че микромазерите имат свойства, които ги правят идеални модели за квантови батерии.
Един от основните проблеми при използванетоЕлектромагнитното поле за съхранение на енергия е, че абсорбира огромно количество енергия, повече от необходимото. Това е като батерия на телефон, която, когато е свързана към мрежата, се зарежда безкрайно. В този случай забравянето, че смартфонът е свързан към мрежата, е много опасно, няма механизъм, който да спре процеса.
Два примера за "квантови телефони", и двата се зареждатквантови батерии, базирани на електромагнитни полета. Вляво: Протоколът за зареждане без използване на микромазер води до неконтролирано зареждане на батерията с възможна повреда. Вдясно: Базиран на микромазер протокол за зареждане е в състояние независимо да контролира количеството заряд, поставен в квантов телефон. Кредит: Институт за фундаментални науки
Числените резултати на учените обаче показват товаТази ситуация е невъзможна в микромазерите. Електромагнитното поле бързо достига окончателна конфигурация (технически наречено стационарно състояние), чиято енергия се определя предварително при изграждането на микромазера. Това свойство осигурява защита срещу рисковете от презареждане.
Учените също установиха, че финалътКонфигурацията на електромагнитното поле е в чисто състояние. Това означава, че не „носи“ паметта на кубитите, които са били използвани по време на зареждането. Последното свойство е особено важно при работа с квантова батерия. Това гарантира, че цялата му енергия може да бъде извлечена и използвана, когато е необходимо. Няма нужда да се проследяват кубитите, използвани в процеса на зареждане.
Преди това изследователи от Центъра за теоретичнифизици на сложни системи в Южна Корея са поставили строги ограничения върху възможната производителност на зареждане на квантова батерия. По-специално, те показаха, че набор от квантови батерии ще доведе до значително увеличение на скоростта на зареждане. Особено в сравнение с класическия протокол. Това е възможно благодарение на квантовите ефекти, които позволяват елементите на квантовите батерии да се зареждат едновременно.
Въпреки тези теоретични постижения,Все още има малко експериментални реализации на квантови батерии. Единственият скорошен известен контрапример използва набор от системи на две нива (подобно на кубити) за съхраняване на енергия. В този случай енергията се осигурява от електромагнитно поле (лазер).
Прочетете още:
Най-голямата миграция в историята на Земята ще засегне всички живи организми на планетата
Астрофотографите са събрали детайлна снимка на Луната от 200 хиляди изображения
Почти половината от случаите на рак са свързани с предотвратими рискови фактори
Заглавна снимка: Rosser1954, CC BY-SA 4.0, чрез Wikimedia Commons