Квантна батерија је направљена у оквиру квантног рачунара, што је први корак у одређивању да ли такве батерије могу играти улогу у покретању будућих квантних технологија.
Конвенционалне батерије складиште енергију јер њихове компоненте пролазе кроз електрохемијске реакције, али квантне батерије се ослањају на квантне битове, или кубите, који пролазе кроз промене у својим квантним стањима. Неке студије су показале да искориштавање квантности на овај начин може довести до бржег пуњења, али практичност и корисност квантних батерија остају отворена питања.
„Многе будуће квантне технологије ће требати своје квантне верзије батерија“, каже Диан Тан у Националној лабораторији Хефеи у Кини. „Иако је направљен значајан напредак у развоју квантног рачунања, комуникације и сенсинга, механизми складиштења енергије за ове квантне системе нису у потпуности истражени.
Тан и његове колеге су направили батерију користећи 12 кубита направљених од сићушних суперпроводних кола, од којих су сваки могли да контролишу микроталасима. Сваки кубит је играо улогу ћелије батерије и такође је био у интеракцији са својим најближим суседима.
Истраживачи су могли да контролишу те интеракције, па су експериментисали са два различита протокола пуњења. Један је опонашао како се конвенционалне, или класичне, батерије пуне, тако да није користио ове квантне интеракције, али други протокол јесте. Тим је открио да је коришћење квантних интеракција између кубита учинило да батерија у просеку постигне више снаге, брже.
„Квантна батерија постиже максималну снагу која је до два пута већа од класичне снаге пуњења“, каже члан тима Алан Сантос у Шпанском националном истраживачком савету. Важно је да је ово функционисало са сваким кубитом који је у интеракцији само са својим најближим суседом, каже он, јер је то стандард за суправодљиве квантне рачунаре, а инжењеринг више ових корисних интеракција би био практично тежак.
Јамес Куацх у Организацији за научна и индустријска истраживања Комонвелта у Аустралији каже да су до сада експерименти пуњења квантних батерија користили, на пример, молекуле уместо компоненти постојећег квантног уређаја. Куацх и његове колеге су раније теоретизирали да би квантни рачунари напајани квантним батеријама могли бити ефикаснији и лакши за повећање, што би их учинило моћнијим. „Ово је била теоријска идеја коју смо недавно предложили, али нови рад би се заиста могао користити као основа за напајање будућих квантних рачунара“, каже он.
Међутим, тешко је направити прецизна поређења између конвенционалних и квантних батерија, каже Доминик Шафранек на Карловом универзитету у Чешкој. По његовом мишљењу, тренутно не постоји очигледан начин да се измерене предности квантних батерија преведу у недвосмислено корисне уређаје.
Каван Моди на Сингапурском универзитету за технологију и дизајн каже за кубите који комуницирају само са својим најближим суседом, математички рад његовог тима је показао да могу постојати само скромне предности пуњења, које би се лако могле поништити другим својствима квантних рачунара из стварног живота, као што су њихова бука или спора контрола кубита.
У исто време, квантни рачунари могу на крају бити енергетски много скупљи од конвенционалних рачунара, тако да проучавање начина на који се енергија може кретати унутар њих може постати неопходност ако желимо да направимо веома велике квантне рачунаре, каже Моди.
Тан каже да види складиштење енергије за квантне технологије, као што су квантни рачунари, као идеалан случај употребе квантне батерије његовог тима. Истраживачи сада желе да комбинују своју батерију са квантним топлотним мотором заснованим на кубиту, који би производио енергију која би се затим могла ускладиштити у батерији, све у квантном рачунару.
Теме:
- квантно рачунарство/
- квантна физика
