Italienske fysikere har foreslått et nytt konsept med et kvantebatteri basert på sammenfiltrede qubits som kan implementeres ved hjelp av eksisterende teknologi. De håper å lage en fem-qubit prototype innen tre år. En artikkel med resultatene ble publisert i tidsskriftet Physical Review Letters.
For noen få år siden foreslo fysikere den teoretiske ideen om et kvantebatteri som ikke ville lagre energi i form av kjemiske forbindelser, men takket være de begeistrede tilstandene til kvanteobjekter. De fleste av disse artiklene er skrevet av forskere i kvanteinformasjonsteori som er interessert i grunnleggende teorier om grensene for energilagring og overføring. I et nytt arbeid har fysikere foreslått en ordning som kan implementeres i praksis.
Italienske fysikere har foreslått å bruke superledende kretser eller halvlederkvantepunkter som qubits. I den enkleste versjonen som forfatterne vurderer, må de ha to energinivåer - bakken og begeistret. Alle qubits plasseres i en vanlig optisk resonator, hvor de samtidig kan overføres til en opphisset tilstand og vikles inn av en handling, for eksempel en laserpuls med en viss energi. Som et resultat, ifølge forskere, øker kraften du kan lade batteriet med i forhold til kvadratroten til qubits. På samme tid, for et batteri i en qubit-array i separate resonatorer, endres ikke denne verdien når nye elementer legges til.
Forfatterne bemerker at det foreslåtte systemet ikke bryter med noen termodynamiske lover, siden det bruker en mer intens strøm av energi fra kilden til batteriet enn det som er akseptabelt for andre enheter. Fysikere bemerker også at slike enheter ikke erstatter moderne batterier. Til tross for den næreste teoretiske ladehastigheten vil de også utlades ekstremt raskt - på nanosekundskalaen. I tillegg, i forhold til kjemiske elementer, har de en liten kapasitet: Den typiske energiforskjellen mellom nivåene på en qubit er 0,001 elektronvolt, mens moderne bærbare batterier lagrer omtrent 1024 eV. Derfor kan hovedfeltet for slike batterier være feltet for kvanteberegning. I dette tilfellet vil batteriet inne i kvantecomputeren kjøre i en syklus:hver qubit vil bli ladet mens datamaskinen tar energi fra den neste til å utføre beregninger.
Nikolay Khizhnyak
