Дослідження усунуло обмеження квантових батарей та наблизило появу компактних швидких акумуляторів

Науковці з Центру квантових обчислень RIKEN та Університету науки та технологій Хуачжун за результатами дослідження продемонстрували, що теоретично можна усунути обмеження, що наразі заважають створенню квантових батарей. 

Компактні та потужні квантові батареї можуть стати оптимальним рішенням у питанні ефективного зберігання енергії та швидкої зарядки електронних пристроїв. Наразі науковці у всьому світі шукають більш ефективні та стійкі рішення щодо зберігання енергії на тлі зростання глобального попиту та наближення традиційних хімічних батарей до межі власних можливостей.

Однак на шляху до створення квантових батарей виникли серйозні труднощі, серед яких втрата енергії та декогеренція — втрата системою таких квантових властивостей, як заплутаність та суперпозиція, під впливом зовнішнього середовища. Це, у свою чергу, знижує продуктивність таких батарей, особливо в умовах дистанційного заряджання та розсіювання енергії. 

Дослідники звернулись до конструктивних особливостей матеріалу, що залишаються незмінними під час деформації, зокрема, вигині або скручуванні. Концепція конструкції батареї поєднує топологічні властивості фотонних хвилеводів з квантовими ефектами дворівневих атомів.

Науковці продемонстрували, що використання конструктивних особливостей дає змогу забезпечити стабільне заряджання на великих відстанях і запобігти розсіюванню енергії. Дослідники переконують, що цілком можливо домогтись майже ідеальної передачі енергії, використовуючи особливості фотонних хвилеводів. 

Дослідження також продемонструвало, що стійкість до розсіювання енергії також можлива, особливо у межах однієї підгратки, коли зарядний пристрій та акумулятор розміщуються в одному місці. Науковці з’ясували, що розсіювання енергії, яке вважається шкідливим для ефективної роботи акумулятора, можна використовувати для короткочасного підвищення потужності зарядки квантових акумуляторів. 

Результати дослідження були опубліковані у журналі  Physical Review Letters

Джерело: Interesting Engineering