Армія США випробує нову систему доповненої реальності до 2019 року
1 Квітня , 2018
Вчені з Каліфорнії створили інфрачервоний плащ-невидимку
2 Квітня , 2018

Вчені обіцяють прототип квантової батареї через три роки

Італійські фізики запропонували нову концепцію квантової батареї на заплутаних кубітах, яку можна реалізувати на базі існуючих технологій. Вони сподіваються створити експериментальний зразок з п’ятьма кубітами протягом трьох років. Стаття з результатами опублікована в журналі Physical Review Letters.

Кілька років тому фізики запропонували теоретичну ідею квантової батареї, яка буде зберігати енергію не у вигляді хімічних сполук, а завдяки збудженим станам квантових об’єктів. Більшість з цих робіт написали вчені, які займаються дослідженнями з квантової теорії інформації, які цікавляться фундаментальними теоремами про граничні рівні зберігання енергії та її передачі. У новій роботі фізики запропонували схему, яку можна реалізувати на практиці.

Італійські фізики запропонували використовувати в якості кубітів надпровідникові контури або напівпровідникові квантові точки. У розглянутому авторами найпростішому варіанті вони повинні володіти двома енергетичними рівнями — основним і збудженим. Всі кубіти поміщаються в загальний оптичний резонатор, де їх можна перевести в збуджений стан і заплутати одним впливом, наприклад, лазерним імпульсом певної енергії. В результаті, за підрахунками вчених, потужність, з якою можна заряджати батарею, збільшується пропорційно квадратному кореню з кубітів. У той же час для батареї з масиву кубітів в окремих резонаторах ця величина не змінюється при додаванні нових елементів.

Автори відзначають, що запропонована система не порушує жодних термодинамічних законів, оскільки в ній використовується більш інтенсивний потік енергії від джерела до батареї, ніж допустимо для інших пристроїв. Також фізики відзначають, що подібні пристрої не стануть заміною сучасних акумуляторів. Незважаючи на близьку до теоретичної швидкість зарядки, вони також будуть розряджатися екстремально швидко — в масштабі наносекунд. Крім того, порівняно з хімічними елементами у них крихітна ємність: типова різниця енергій між рівнями кубіта становить 0,001 електронвольта, в той час як сучасні акумулятори ноутбуків зберігають близько 1024 електронвольт. Тому основним полем застосування таких батарей може стати сфера квантових обчислень. У цьому випадку батарея, що знаходиться всередині квантового комп’ютера, буде працювати в циклі: кожен кубіт буде заряджатися, поки комп’ютер забирає енергію у наступного для проведення обчислень.

Джерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: