Ученые из Центра квантовых вычислений RIKEN и Университета науки и технологий Хуачжун по результатам исследования продемонстрировали, что теоретически можно устранить ограничения, которые сейчас мешают созданию квантовых батарей.
Компактные и мощные квантовые батареи могут стать оптимальным решением в вопросе эффективного хранения энергии и быстрой зарядки электронных устройств. Сейчас ученые во всем мире ищут более эффективные и устойчивые решения по хранению энергии на фоне роста глобального спроса и приближения традиционных химических батарей к пределу собственных возможностей.
«Наше исследование дает новые идеи с топологической точки зрения и дает нам подсказки по реализации высокопроизводительных микроустройств хранения энергии», — подчеркнул первый автор исследования Чжи-Гуан Лу.
Однако на пути к созданию квантовых батарей возникли серьезные трудности, среди которых потеря энергии и декогеренция — потеря системой таких квантовых свойств, как запутанность и суперпозиция, под воздействием внешней среды. Это, в свою очередь, снижает производительность таких батарей, особенно в условиях дистанционной зарядки и рассеивания энергии.
«Преодолевая практические ограничения производительности квантовых батарей, вызванные передачей и рассеиванием энергии на большие расстояния, мы надеемся ускорить переход от теории к практическому применению квантовых батарей», — объясняет Чжи-Гуан Лу.
Исследователи обратились к конструктивным особенностям материала, которые остаются неизменными во время деформации, в частности, изгибе или скручивании. Концепция конструкции батареи сочетает топологические свойства фотонных волноводов с квантовыми эффектами двухуровневых атомов.
Ученые продемонстрировали, что использование конструктивных особенностей позволяет обеспечить стабильную зарядку на больших расстояниях и предотвратить рассеивание энергии. Исследователи утверждают, что вполне возможно добиться почти идеальной передачи энергии, используя особенности фотонных волноводов.
Исследование также продемонстрировало, что устойчивость к рассеиванию энергии также возможна, особенно в пределах одной подрешетки, когда зарядное устройство и аккумулятор размещаются в одном месте. Ученые выяснили, что рассеивание энергии, которое считается вредным для эффективной работы аккумулятора, можно использовать для кратковременного повышения мощности зарядки квантовых аккумуляторов.
Кремний-углеродные аккумуляторы как альтернатива Li-Ion и Li-Pol в смартфонах
Результаты исследования были опубликованы в журналеPhysical Review Letters
Источник: Interesting Engineering
Favbet Tech – это IT-компания со 100% украинской ДНК, которая создает совершенные сервисы для iGaming и Betting с использованием передовых технологий и предоставляет доступ к ним. Favbet Tech разрабатывает инновационное программное обеспечение через сложную многокомпонентную платформу, способную выдерживать огромные нагрузки и создавать уникальный опыт для игроков.
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: