Италианските физици предложиха нова концепция за квантова батерия, базирана на заплетени кубити, която може да бъде приложена с помощта на съществуващите технологии. Те се надяват да създадат прототип с пет кубита в рамките на три години. Статия с резултатите е публикувана в списанието Physical Review Letters.
Преди няколко години физиците предложиха теоретичната идея за квантова батерия, която да съхранява енергия не под формата на химични съединения, а благодарение на възбудените състояния на квантовите обекти. Повечето от тези статии са написани от изследователи в квантовата теория на информацията, които се интересуват от фундаментални теореми за границите на съхранение и пренос на енергия. В нова работа физиците са предложили схема, която може да бъде приложена на практика.
Италиански физици предлагат да се използват свръхпроводими вериги или полупроводникови квантови точки като кубити. В най-простата версия, разгледана от авторите, те трябва да имат две енергийни нива - земно и възбудено. Всички кубити се поставят в общ оптичен резонатор, където могат едновременно да се трансформират в възбудено състояние и да се заплитат с едно действие, например лазерен импулс с определена енергия. В резултат на това според учените мощността, с която можете да зареждате батерията, се увеличава пропорционално на квадратния корен на кубитите. В същото време за батерия от кубитов масив в отделни резонатори тази стойност не се променя при добавяне на нови елементи.
Авторите отбелязват, че предложената система не нарушава никакви термодинамични закони, тъй като използва по-интензивен поток на енергия от източника към батерията, отколкото е приемливо за други устройства. Физиците също така отбелязват, че подобни устройства няма да заменят съвременните батерии. Въпреки близката до теоретичната скорост на зареждане, те също ще се разреждат изключително бързо - в наносекундна скала. В допълнение, в сравнение с химическите елементи, те имат малък капацитет: типичната енергийна разлика между нивата на кубит е 0,001 електрон волта, докато съвременните батерии за лаптопи съхраняват около 1024 eV. Следователно основното поле на приложение на такива батерии може да бъде областта на квантовите изчисления. В този случай батерията в квантовия компютър ще работи в цикъл:всеки кубит ще бъде зареден, докато компютърът взема енергия от следващия, за да извършва изчисления.
Николай Хижняк