Технології на межі фантастики: вчені випробували новий миттєвий спосіб заряджання будь-яких батарей

Квантові технології поки що не залишили межі наукових лабораторій, однак у майбутньому можуть знайти своє місце у кожному будинку. Наприклад, їх можна використовувати для заряджання телефону або інших пристроїв.

Новий протокол, розроблений групою фізиків з Національного університету Чен Кунг (Тайвань), може допомогти втілити ідею квантової батареї в практичну систему. Їх дослідження було оприлюднено у журналі Physical Review Research.

Для квантової фізики є основним принцип того, що всі частинки матерії мають хвилеподібну ідентичність, яка може поширюватися в часі та просторі. Ці хвилі представляють властивості будь-якого об’єкта як спектр можливостей, званий суперпозицією.

В останні роки дослідники задумалися про те, чи має один або кілька об’єктів у суперпозиції щось спільне з хаотичним рухом нагрітого матеріалу в двигуні, а також про використання цього принципу для передачі і зберігання енергії.

Для свого експерименту вчені замість справжньої батареї використовували захоплений іон у стані суперпозиції (кубіт), який здатний накопичувати енергію. Відправивши його через пристрій, який поділяв його хвилю на два промені, команда порівняла здатність батареї накопичувати енергію в міру того, як розділені хвилі проходили через кілька вхідних точок в одну порожнину, а потім кілька порожнин

Вчені виявили, що суперпозиція іона справді дозволила ефективно заряджатися, а підхід "багато дверей, одна кімната" викликав ефект інтерференції. Це теоретично може призвести до того, що вчені називають "феноменом ідеальної зарядки", який дозволяє повністю перетворити накопичену енергію на роботу в будь-який момент процесу заряджання.

Проводячи процес на платформі IBM Quantum та апаратному забезпеченні IonQ, команда продемонструвала доказ концепції свого протоколу, показавши, що аналогічна система може мати потенціал бути енергоефективним способом швидкого заряджання та вилучення енергії з квантової системи.

Хоча до втілення системи в батарею для повсякденного використання ще далеко, проте експеримент показав, що ми не маємо жодних обмежень, щоб використовувати квантові принципи для створення пристрою для швидкого накопичення енергії. І, можливо, у майбутньому це дозволить заряджати пристрої миттєво.

Як повідомлялося раніше, вченим в Австрії вдалося вдосконалити квантовий комп’ютер та створити першу у світі універсальну квантову обчислювальну машину.