חוקרים מהמכון למדעי היסוד בדרום קוריאה בשיתוף ג'וליאנו בננטי מ
מיקרומאסר היא מערכת שבהקרן של אטומים משמשת לשאיבת פוטונים לתוך החלל. במילים פשוטות, ניתן להתייחס למיקרומאסר כעל תצורת מראה של מודל סוללה קוונטית ניסיוני: אנרגיה מאוחסנת בשדה אלקטרומגנטי, אשר נטען על ידי זרם של קיוביטים המתקשרים איתו ברצף. חוקרים קוריאנים ואיטלקים הראו שלמיקרו-מאמרים יש תכונות שהופכות אותם למודלים אידיאליים עבור סוללות קוונטיות.
אחת הבעיות העיקריות בשימושהשדה האלקטרומגנטי לאחסון אנרגיה הוא בכך שהוא סופג כמות עצומה של אנרגיה, יותר מהנדרש. זה כמו סוללת טלפון שכאשר היא מחוברת לרשת, נטענת בלי סוף. במקרה זה, לשכוח שהסמארטפון מחובר לרשת הוא מסוכן מאוד; אין שום מנגנון שיעצור את התהליך.
שתי דוגמאות ל"טלפונים קוונטיים", שתיהן נטענותסוללות קוונטיות המבוססות על שדות אלקטרומגנטיים. משמאל: פרוטוקול טעינה ללא שימוש במיקרומאסר מוביל לטעינה בלתי מבוקרת של הסוללה עם נזק אפשרי. מימין: פרוטוקול טעינה מבוסס micromaser מסוגל לשלוט באופן עצמאי בכמות הטעינה המוכנסת לטלפון קוונטי. קרדיט: המכון למדעי היסוד
עם זאת, התוצאות המספריות של המדענים הראו זאתמצב זה בלתי אפשרי במיקרומאסרים. השדה האלקטרומגנטי מגיע במהירות לתצורה סופית (שנקראת מבחינה טכנית מצב יציב), שהאנרגיה שלה נקבעת אפריורית כאשר המיקרומאסר נבנה. נכס זה מספק הגנה מפני הסיכונים של טעינת יתר.
מדענים מצאו גם כי הגמרתצורת השדה האלקטרומגנטי היא במצב טהור. זה אומר שהוא לא "מביא" את הזיכרון של הקיוביטים שהיו בשימוש במהלך הטעינה. התכונה האחרונה חשובה במיוחד כאשר עובדים עם סוללה קוונטית. זה מבטיח שניתן להפיק את כל האנרגיה שלו ולהשתמש בה בעת הצורך. אין צורך לעקוב אחר qubits המשמשים בתהליך הטעינה.
בעבר, חוקרים מהמרכז לתיאורטיפיסיקאי מערכות מורכבות בדרום קוריאה הגדירו מגבלות קשות על ביצועי הטעינה האפשריים של סוללה קוונטית. בפרט, הם הראו שסט של סוללות קוונטיות יוביל לעלייה משמעותית במהירות הטעינה. במיוחד בהשוואה לפרוטוקול הקלאסי. זה אפשרי הודות להשפעות קוונטיות המאפשרות לטעון את מרכיבי הסוללות הקוונטיות בו זמנית.
למרות ההתקדמות התיאורטית הללו,יש עדיין מעט יישומים ניסיוניים של סוללות קוונטיות. הדוגמה הנגדית היחידה הידועה לאחרונה השתמשה בקבוצה של מערכות דו-מפלסיות (בדומה לקיוביטים) כדי לאחסן אנרגיה. במקרה זה, האנרגיה סופקה על ידי שדה אלקטרומגנטי (לייזר).
קרא עוד:
ההגירה הגדולה ביותר בהיסטוריה של כדור הארץ תשפיע על כל היצורים החיים על פני כדור הארץ
אסטרוצלמים אספו תמונה מפורטת של הירח מ-200 אלף תמונות
כמעט מחצית ממקרי הסרטן קשורים לגורמי סיכון הניתנים למניעה
תמונת שער: Rosser1954, CC BY-SA 4.0, דרך Wikimedia Commons