僅依靠量子力學(xué)原理工作 新設(shè)計(jì)的“量子電池”將不會(huì)再丟失電荷

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，加拿大科學(xué)家為不漏電荷的新型量子電池設(shè)計(jì)出了“藍(lán)圖”，這種量子電池僅依靠量子力學(xué)原理工作，有望成為多種量子設(shè)備的重要組件，比如為量子計(jì)算機(jī)供電。

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

他說(shuō)，這項(xiàng)研究從理論上證明，制造出電荷無(wú)損的量子電池是可能的，而此前提出的量子電池被認(rèn)為是不可能的。

在最新研究中，為了實(shí)現(xiàn)這種電荷無(wú)損的量子電池的想法，研究團(tuán)隊(duì)將具有高度結(jié)構(gòu)對(duì)稱性的開(kāi)放式量子網(wǎng)絡(luò)模型作為存儲(chǔ)激子能量的平臺(tái)，激子能量是電子吸收足夠高能的光子時(shí)所利用的能量。他們使用這種模型旨在證明，即使在開(kāi)放環(huán)境下，也可以毫無(wú)損失地存儲(chǔ)能量。

漢納說(shuō)：“關(guān)鍵是要使這種量子網(wǎng)絡(luò)處于黑暗狀態(tài)。在黑暗狀態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)無(wú)法與周?chē)h(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(huì)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(chǔ)能的通用方法。接下來(lái)，他們計(jì)劃探索對(duì)電池進(jìn)行充放電的可行方法，以及如何擴(kuò)大尺寸以便用于現(xiàn)實(shí)中。

研究人員表示，這種量子電池有望成為多種量子設(shè)備的重要組件，例如為量子計(jì)算機(jī)供電。而且，科學(xué)家可以使用當(dāng)前的固態(tài)技術(shù)來(lái)制造這種電池。(記者劉霞)

關(guān)鍵詞： 量子電池