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新設計的“量子電池”將不會再丟失電荷

科技日報 2019-10-29 作者:劉霞

  據物理學家組織網近日報道,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絡處于黑暗狀態。在黑暗狀態下,網絡無法與周圍環境交換能量。從本質上講,該系統不受環境影響,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技術來制造這種電池。

責任編輯:王超

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