加拿大科學(xué)家正設(shè)計(jì)不漏電荷的新型量子電池,有望為量子計(jì)算機(jī)供電
據(jù)媒體近日?qǐng)?bào)道,加拿大科學(xué)家為不漏電荷的新型量子電池設(shè)計(jì)出了“藍(lán)圖”,這種量子電池僅依靠量子力學(xué)原理工作,有望成為多種量子設(shè)備的重要組件,比如為量子計(jì)算機(jī)供電。
這項(xiàng)研究主要作者之一、多倫多大學(xué)的化學(xué)家加布里埃爾·漢納解釋說:“量子電池是一種納米尺寸的電池,旨在用于納米級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域。我們更熟悉的電池,例如為智能手機(jī)供電的鋰離子電池,依賴經(jīng)典的電化學(xué)原理工作;而量子電池僅依賴量子力學(xué)原理工作?!?/p>
他說,這項(xiàng)研究從理論上證明,制造出電荷無損的量子電池是可能的,而此前提出的量子電池被認(rèn)為是不可能的。
在最新研究中,為了實(shí)現(xiàn)這種電荷無損的量子電池的想法,研究團(tuán)隊(duì)將具有高度結(jié)構(gòu)對(duì)稱性的開放式量子網(wǎng)絡(luò)模型作為存儲(chǔ)激子能量的平臺(tái),激子能量是電子吸收足夠高能的光子時(shí)所利用的能量。他們使用這種模型旨在證明,即使在開放環(huán)境下,也可以毫無損失地存儲(chǔ)能量。
漢納說:“關(guān)鍵是要使這種量子網(wǎng)絡(luò)處于黑暗狀態(tài)。在黑暗狀態(tài)下,網(wǎng)絡(luò)無法與周圍環(huán)境交換能量。從本質(zhì)上講,該系統(tǒng)不受環(huán)境影響,意味著電池幾乎不會(huì)有什么能量損失。”
研究人員還借助該模型,提出了一種按需從電池中釋放儲(chǔ)能的通用方法。接下來,他們計(jì)劃探索對(duì)電池進(jìn)行充放電的可行方法,以及如何擴(kuò)大尺寸以便用于現(xiàn)實(shí)中。
研究人員表示,這種量子電池有望成為多種量子設(shè)備的重要組件,例如為量子計(jì)算機(jī)供電。而且,科學(xué)家可以使用當(dāng)前的固態(tài)技術(shù)來制造這種電池。