A dél-koreai Alaptudományok Intézetének kutatói Giuliano Benentivel együttműködve
A mikromázer olyan rendszer, amelybenatomnyalábot használnak fotonok pumpálására az üregbe. Egyszerűen fogalmazva, a mikromázer egy kísérleti kvantumelem-modell tükörkonfigurációjaként fogható fel: az energiát elektromágneses mezőben tárolják, amelyet a vele egymás után kölcsönhatásba lépő qubitek árama tölt fel. Koreai és olasz kutatók kimutatták, hogy a mikromaserek olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek ideális modellekké teszik őket a kvantumelemekhez.
A használat egyik fő problémájaAz energiatárolás elektromágneses mezője az, hogy hatalmas mennyiségű energiát nyel el, a szükségesnél többet. Olyan, mint egy telefon akkumulátor, amely a hálózatra csatlakoztatva végtelenül töltődik. Ebben az esetben nagyon veszélyes elfelejteni, hogy az okostelefon csatlakozik a hálózathoz, nincs olyan mechanizmus, amely leállítja a folyamatot.
Két példa a „kvantumtelefonokra”, mindkettő töltődikelektromágneses tereken alapuló kvantumelemek. Balra: A mikromaser használata nélküli töltési protokoll az akkumulátor ellenőrizetlen töltéséhez vezet, ami esetleges károsodást okozhat. Jobbra: A mikromázer alapú töltési protokoll képes függetlenül szabályozni a kvantumtelefonba helyezett töltés mennyiségét. Kredit: Alaptudományi Intézet
A tudósok számszerű eredményei azonban azt mutattákEz a helyzet a mikromasereknél lehetetlen. Az elektromágneses tér gyorsan eléri a végső konfigurációt (technikailag stacionárius állapotnak nevezzük), amelynek energiáját a mikromázer felépítésekor eleve meghatározzák. Ez a tulajdonság védelmet nyújt a túltöltés kockázata ellen.
A tudósok azt is megállapították, hogy a végsőAz elektromágneses mező konfigurációja tiszta állapotban van. Ez azt jelenti, hogy nem „hozza” a töltés során használt qubitek memóriáját. Az utolsó tulajdonság különösen fontos, ha kvantum akkumulátorral dolgozik. Ez biztosítja, hogy minden energiája kinyerhető és szükség esetén felhasználható legyen. Nincs szükség a töltési folyamatban használt qubitek nyomon követésére.
Korábban az Elméleti Központ kutatóiDél-Korea bonyolult rendszerfizikusai szigorú korlátokat szabtak a kvantum akkumulátorok lehetséges töltési teljesítményére vonatkozóan. Különösen azt mutatták ki, hogy egy kvantum akkumulátorkészlet jelentősen megnöveli a töltési sebességet. Különösen, ha összehasonlítjuk a klasszikus protokollal. Ez a kvantumeffektusoknak köszönhetően lehetséges, amelyek lehetővé teszik a kvantumelemek elemeinek egyidejű töltését.
Az elméleti fejlődés ellenéreMég mindig kevés a kvantumelemek kísérleti megvalósítása. Az egyetlen közelmúltban ismert ellenpélda kétszintű rendszereket használt (hasonlóan a qubitekhez) az energia tárolására. Ebben az esetben az energiát elektromágneses tér (lézer) szolgáltatta.
Olvass tovább:
A Föld történetének legnagyobb vándorlása a bolygó összes élő szervezetét érinti
Az asztrofotósok 200 ezer képből gyűjtöttek össze egy részletes fotót a Holdról
A rákos esetek közel fele megelőzhető kockázati tényezőkhöz kapcsolódik
Borítókép: Rosser1954, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons