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僅依靠量子力學原理工作 新設計的“量子電池”將不會再丟失電荷

時間:2019-10-29 19:53:58    來源:科技日報    

據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道,加拿大科學家為不漏電荷的新型量子電池設計出了“藍圖”,這種量子電池僅依靠量子力學原理工作,有望成為多種量子設備的重要組件,比如為量子計算機供電。

這項研究主要作者之一、多倫多大學的化學家加布里埃爾·漢納解釋說:“量子電池是一種納米尺寸的電池,旨在用于納米級應用領域。我們更熟悉的電池,例如為智能手機供電的鋰離子電池,依賴經(jīng)典的電化學原理工作;而量子電池僅依賴量子力學原理工作。”

他說,這項研究從理論上證明,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為是不可能的。

在最新研究中,為了實現(xiàn)這種電荷無損的量子電池的想法,研究團隊將具有高度結構對稱性的開放式量子網(wǎng)絡模型作為存儲激子能量的平臺,激子能量是電子吸收足夠高能的光子時所利用的能量。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能量。

漢納說:“關鍵是要使這種量子網(wǎng)絡處于黑暗狀態(tài)。在黑暗狀態(tài)下,網(wǎng)絡無法與周圍環(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能的通用方法。接下來,他們計劃探索對電池進行充放電的可行方法,以及如何擴大尺寸以便用于現(xiàn)實中。

研究人員表示,這種量子電池有望成為多種量子設備的重要組件,例如為量子計算機供電。而且,科學家可以使用當前的固態(tài)技術來制造這種電池。(記者劉霞)

關鍵詞: 量子電池

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