Científicos del Centro RIKEN de Computación Cuántica y de la Universidad de Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, el estudio demostró que es teóricamente posible eliminar las limitaciones que actualmente dificultan la creación de baterías cuánticas.
Unas baterías cuánticas compactas y potentes pueden ser una solución óptima para el almacenamiento eficiente de energía y la carga rápida de dispositivos electrónicos. Científicos de todo el mundo buscan actualmente soluciones de almacenamiento de energía más eficientes y sostenibles a medida que crece la demanda mundial y las baterías químicas tradicionales se acercan al final de su vida útil hasta el límite de sus propias capacidades.
«Nuestro estudio aporta nuevas perspectivas desde el punto de vista topológico y nos da pistas para la realización de microdispositivos de almacenamiento de energía de alto rendimiento», — subraya el primer autor del estudio Zhi-Guang Lu.
Sin embargo, han surgido serias dificultades en el camino hacia la creación de baterías cuánticas, entre ellas la pérdida de energía y las decoherencia — la pérdida de propiedades cuánticas como el entrelazamiento y la superposición por parte del sistema bajo la influencia del entorno externo. Esto, a su vez, reduce el rendimiento de dichas baterías, especialmente en condiciones de carga remota y disipación de energía.
«Al superar las limitaciones de rendimiento práctico de las baterías cuánticas causadas por la transmisión y disipación de energía a larga distancia, esperamos acelerar la transición de la teoría a la aplicación práctica de las baterías cuánticas», — explica Zhi-Guang Lu.
Los investigadores se centraron sobre todo en las características de diseño del material que permanecen inalteradas durante la deformación, flexión o torsión. El concepto de diseño de la pila combina las propiedades topológicas de las guías de ondas fotónicas con los efectos cuánticos de los átomos de dos niveles.
Los científicos han demostrado que el uso de características de diseño ayuda a garantizar una carga estable a largas distancias y a evitar la disipación de energía. Los investigadores afirman que es muy posible conseguir una carga casi perfecta transmisión de energía, utilizando las características del guías de ondas fotónicas.
El estudio también demostró que la resistencia a la disipación de energía también es posible, especialmente dentro de una misma sub-redes, cuando el cargador y la batería se colocan en el mismo lugar. Los científicos han descubierto que disipación de energía que se considera perjudicial para la eficiencia de la batería, puede utilizarse para aumentar brevemente la potencia de carga de las baterías cuánticas.
Los resultados del estudio se publicaron en la revista Physical Review Letters
Fuente: Interesting Engineering