Mokslininkai iš Pagrindinių mokslų instituto Pietų Korėjoje, bendradarbiaudami su Giuliano Benenti iš
Mikromazeris yra sistema, kuriojeatomų pluoštas naudojamas fotonams pumpuoti į ertmę. Paprasčiau tariant, mikromazerį galima įsivaizduoti kaip eksperimentinio kvantinės baterijos modelio veidrodinę konfigūraciją: energija saugoma elektromagnetiniame lauke, kurį įkrauna nuosekliai su juo sąveikaujančių kubitų srautas. Korėjos ir Italijos mokslininkai įrodė, kad mikromazeriai turi savybių, dėl kurių jie yra idealūs kvantinių baterijų modeliai.
Viena iš pagrindinių naudojimo problemųElektromagnetinis laukas energijos kaupimui yra tas, kad jis sugeria didžiulį energijos kiekį, daugiau nei reikia. Tai tarsi telefono baterija, kuri, prisijungus prie tinklo, kraunasi be galo. Šiuo atveju pamiršti, kad išmanusis telefonas prijungtas prie tinklo, nėra mechanizmo, kuris sustabdytų procesą.
Du „kvantinių telefonų“ pavyzdžiai, abu kraunamikvantinės baterijos, pagrįstos elektromagnetiniais laukais. Kairėje: Įkrovimo protokolas nenaudojant mikromaserio sukelia nekontroliuojamą akumuliatoriaus įkrovimą ir galimą žalą. Dešinėje: mikromazeriu pagrįstas įkrovimo protokolas gali savarankiškai valdyti kvantinio telefono įkrovimo kiekį. Kreditas: Pagrindinių mokslų institutas
Tačiau mokslininkų skaitiniai rezultatai tai parodėŠi situacija neįmanoma mikromazeriuose. Elektromagnetinis laukas greitai pasiekia galutinę konfigūraciją (techniškai vadinamą pastovia būsena), kurios energija nustatoma a priori statant mikromazerį. Ši savybė apsaugo nuo perkrovimo rizikos.
Mokslininkai taip pat nustatė, kad galutinisElektromagnetinio lauko konfigūracija yra grynos būsenos. Tai reiškia, kad jis „neatneša“ įkrovimo metu naudotų kubitų atminties. Paskutinė savybė ypač svarbi dirbant su kvantine baterija. Tai užtikrina, kad visa jo energija gali būti išgaunama ir panaudota, kai reikia. Nereikia sekti įkrovimo procese naudojamų kubitų.
Anksčiau Teorinių mokslų centro mokslininkaiPietų Korėjos sudėtingų sistemų fizikai nustatė griežtas kvantinės baterijos galimo įkrovimo našumo ribas. Visų pirma, jie parodė, kad kvantinių baterijų rinkinys žymiai padidins įkrovimo greitį. Ypač lyginant su klasikiniu protokolu. Tai įmanoma dėl kvantinių efektų, kurie leidžia vienu metu įkrauti kvantinių baterijų elementus.
Nepaisant šios teorinės pažangos,Vis dar yra nedaug eksperimentinių kvantinių baterijų įgyvendinimų. Vienintelis neseniai žinomas priešingas pavyzdys naudojo dviejų lygių sistemų rinkinį (panašiai kaip kubitus) energijai kaupti. Šiuo atveju energiją tiekdavo elektromagnetinis laukas (lazeris).
Skaityti daugiau:
Didžiausia migracija Žemės istorijoje paveiks visus gyvus planetos organizmus
Astrofotografai surinko išsamią Mėnulio nuotrauką iš 200 tūkstančių vaizdų
Beveik pusė vėžio atvejų buvo susiję su rizikos veiksniais, kurių galima išvengti
Viršelio nuotrauka: Rosser1954, CC BY-SA 4.0, per Wikimedia Commons