Технологии на грани фантастики: ученые испытали новый мгновенный способ зарядки любых батарей

Квантовые технологии пока не покинули пределы научных лабораторий, однако в будущем могут найти свое место в каждом доме. Например, их можно использовать для зарядки телефона или других устройств.

Новый протокол, разработанный группой физиков из Национального университета Чэн Кунг (Тайвань), может помочь воплотить идею быстрозаряжаемой квантовой батареи в практическую систему. Их исследование было обнародовано в журнале Physical Review Research.

Для квантовой физики является основополагающим принцип того, что все частицы материи обладают волнообразной идентичностью, которая может распространяться во времени и пространстве. Эти волны представляют собой свойства любого объекта как спектр возможностей, называемый суперпозицией.

В последние годы исследователи задумались о том, имеет ли одно или несколько объектов в суперпозиции что-то общее с хаотичным движением нагретого материала в двигателе, а также об использовании этого принципа для передачи и хранения энергии.

Для своего эксперимента, ученые вместо настоящей батареи использовали захваченный ион в состоянии суперпозиции (кубит), который способен накапливать энергию. Отправив его через устройство, которое разделяло его волну на два луча, команда сравнила способность батареи накапливать энергию по мере того, как разделенные волны проходили через несколько входных точек в одну полость, а затем в несколько полостей

Учены обнаружили, что суперпозиция иона действительно позволила эффективно заряжаться, а подход "много дверей, одна комната" вызвал эффект интерференции. Это теоретически может привести к тому, что ученые называют "феноменом идеальной зарядки", который позволяет полностью преобразовать накопленную энергию в работу в любой момент процесса зарядки.

Проводя процесс на платформе IBM Quantum и аппаратном обеспечении IonQ, команда продемонстрировала доказательство концепции своего протокола, показав, что аналогичная система может иметь потенциал быть энергоэффективным способом быстрой зарядки и извлечения энергии из квантовой системы.

Хотя до воплощения системы в батарею для повседневного использования еще далеко, однако эксперимент показал, что у нас нет никаких ограничений, чтобы использовать квантовые принципы для создания устройства для быстрого накопления энергии. И может быть, в будущем это позволит заряжать устройства в мгновение ока.

Как сообщалось ранее, ученым в Австрии удалось усовершенствовать квантовый компьютер и создать первую в мире универсальную квантовую вычислительную машину.