Forskere fra Institute of Basic Sciences i Sydkorea i samarbejde med Giuliano Benenti fra
En mikromaser er et system, hvorien stråle af atomer bruges til at pumpe fotoner ind i hulrummet. Enkelt sagt kan en mikromaser opfattes som en spejlkonfiguration af en eksperimentel kvantebatterimodel: energi lagres i et elektromagnetisk felt, som oplades af en strøm af qubits, der sekventielt interagerer med det. Koreanske og italienske forskere har vist, at mikromasere har egenskaber, der gør dem til ideelle modeller til kvantebatterier.
Et af de største problemer med at brugeDet elektromagnetiske felt til energilagring er, at det absorberer en enorm mængde energi, mere end nødvendigt. Det er ligesom et telefonbatteri, der, når det er tilsluttet netværket, oplades uendeligt. I dette tilfælde er det meget farligt at glemme, at smartphonen er forbundet til netværket, og der er ingen mekanisme, der stopper processen.
To eksempler på "kvantetelefoner", begge opladerkvantebatterier baseret på elektromagnetiske felter. Til venstre: Opladningsprotokol uden brug af mikromaser fører til ukontrolleret opladning af batteriet med mulig skade. Til højre: En mikromaser-baseret opladningsprotokol er i stand til uafhængigt at styre mængden af ladning, der lægges i en kvantetelefon. Kredit: Institut for Grundvidenskab
Det viste forskernes numeriske resultater dogDenne situation er umulig i mikromasere. Det elektromagnetiske felt når hurtigt en endelig konfiguration (teknisk kaldet en steady state), hvis energi bestemmes a priori, når mikromaseren bygges. Denne egenskab giver beskyttelse mod risikoen for overopladning.
Forskere fandt også, at den endeligeKonfigurationen af det elektromagnetiske felt er i en ren tilstand. Det betyder, at det ikke "bringer" hukommelsen af de qubits, der blev brugt under opladningen. Den sidste egenskab er især vigtig, når man arbejder med et kvantebatteri. Dette sikrer, at al dens energi kan udvindes og bruges efter behov. Der er ingen grund til at spore qubits brugt i opladningsprocessen.
Tidligere forskere fra Center for Teoretiskkomplekse systemfysikere i Sydkorea har sat snævre grænser for et kvantebatteris mulige opladningsydelse. De viste især, at et sæt kvantebatterier vil føre til en betydelig stigning i opladningshastigheden. Især sammenlignet med den klassiske protokol. Dette er muligt takket være kvanteeffekter, der gør det muligt at oplade elementerne i kvantebatterier samtidigt.
På trods af disse teoretiske fremskridt,Der er stadig få eksperimentelle implementeringer af kvantebatterier. Det eneste nye kendte modeksempel brugte et sæt to-niveau systemer (meget ligesom qubits) til at lagre energi. I dette tilfælde blev energien leveret af et elektromagnetisk felt (laser).
Læs mere:
Den største migration i Jordens historie vil påvirke alle levende organismer på planeten
Astrofotografer har samlet et detaljeret foto af Månen fra 200 tusind billeder
Næsten halvdelen af kræfttilfældene er forbundet med forebyggelige risikofaktorer
Forsidefoto: Rosser1954, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons