Forskere fra Institute of Basic Sciences i Sør-Korea i samarbeid med Giuliano Benenti fra
En mikromaser er et system deren stråle av atomer brukes til å pumpe fotoner inn i hulrommet. Enkelt sagt kan en mikromaser betraktes som en speilkonfigurasjon av en eksperimentell kvantebatterimodell: energi lagres i et elektromagnetisk felt, som lades av en strøm av qubits som sekvensielt samhandler med den. Koreanske og italienske forskere har vist at mikromasere har egenskaper som gjør dem til ideelle modeller for kvantebatterier.
Et av hovedproblemene med å brukeDet elektromagnetiske feltet for energilagring er at det absorberer en enorm mengde energi, mer enn nødvendig. Det er som et telefonbatteri som, når det er koblet til nettverket, lades uendelig. I dette tilfellet er det veldig farlig å glemme at smarttelefonen er koblet til nettverket; det er ingen mekanisme som stopper prosessen.
To eksempler på "kvantetelefoner", begge laderkvantebatterier basert på elektromagnetiske felt. Til venstre: Ladeprotokoll uten bruk av mikromaser fører til ukontrollert lading av batteriet med mulig skade. Høyre: En mikromaser-basert ladeprotokoll er i stand til å uavhengig kontrollere mengden ladning som settes inn i en kvantetelefon. Kreditt: Institutt for grunnvitenskap
Det viste imidlertid forskernes numeriske resultaterDenne situasjonen er umulig i mikromasere. Det elektromagnetiske feltet når raskt en endelig konfigurasjon (teknisk kalt en stabil tilstand), hvis energi bestemmes a priori når mikromaseren bygges. Denne egenskapen gir beskyttelse mot risikoen for overlading.
Forskere fant også at finalenKonfigurasjonen av det elektromagnetiske feltet er i ren tilstand. Dette betyr at det ikke "bringer" minnet til qubitene som ble brukt under lading. Den siste egenskapen er spesielt viktig når du arbeider med et kvantebatteri. Dette sikrer at all energien kan utvinnes og brukes ved behov. Det er ikke nødvendig å spore qubits som brukes i ladeprosessen.
Tidligere forskere fra Senter for teoretiskkomplekse systemfysikere i Sør-Korea har satt strenge grenser for den mulige ladeytelsen til et kvantebatteri. Spesielt viste de at et sett med kvantebatterier vil føre til en betydelig økning i ladehastighet. Spesielt sammenlignet med den klassiske protokollen. Dette er mulig takket være kvanteeffekter som gjør at elementene i kvantebatterier kan lades samtidig.
Til tross for disse teoretiske fremskrittene,Det er fortsatt få eksperimentelle implementeringer av kvantebatterier. Det eneste nye kjente moteksemplet brukte et sett med to-nivåsystemer (mye som qubits) for å lagre energi. I dette tilfellet ble energien levert av et elektromagnetisk felt (laser).
Les mer:
Den største migrasjonen i jordens historie vil påvirke alle levende organismer på planeten
Astrofotografer har samlet et detaljert bilde av månen fra 200 tusen bilder
Nesten halvparten av krefttilfellene er knyttet til risikofaktorer som kan forebygges
Forsidefoto: Rosser1954, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons