Ученые представили квантовую батарею, устойчивую к потерям энергии
Международная группа ученых из японского центра RIKEN и Университета науки и технологий Хуачжун провела теоретическое исследование, демонстрирующее возможность создания «топологической квантовой батареи». Эта инновационная концепция использует топологические свойства фотонных волноводов и квантовое поведение двухуровневых атомов для хранения и передачи энергии.
Квантовые батареи — миниатюрные теоретические устройства, хранящие энергию с использованием квантовых явлений, таких как суперпозиция и запутанность. В перспективе они могут обеспечить более быструю зарядку, повышенную емкость и улучшенную эффективность по сравнению с традиционными химическими батареями.
Основной проблемой на пути практической реализации таких систем остаются потери энергии и декогеренция. В обычных фотонных системах энергоэффективность резко падает из-за рассеивания фотонов в волноводах.
Ученые предложили использовать топологические свойства материалов, которые остаются неизменными даже при деформации структуры. Это позволяет достичь как дальнодействующей передачи энергии, так и устойчивости к диссипации. Неожиданным открытием стало то, что диссипация в определенных условиях может временно увеличивать мощность зарядки.
«Наше исследование предлагает новые идеи с топологической точки зрения и дает подсказки для создания высокопроизводительных микроустройств хранения энергии», — заявил Чжи-Гуан Лу, ведущий автор исследования.
Результаты работы, опубликованные в журнале Physical Review Letters, открывают путь к практическому применению квантовых батарей в наноразмерных системах хранения энергии, оптической квантовой связи и распределенных квантовых вычислениях.
0 комментариев