Italienske fysikere har foreslået et nyt koncept for et kvantebatteri baseret på sammenfiltrede qubits, der kan implementeres ved hjælp af eksisterende teknologier. De håber at skabe en fem-qubit prototype inden for tre år. En artikel med resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Letters.
For et par år siden foreslog fysikere den teoretiske idé om et kvantebatteri, der ikke lagrede energi i form af kemiske forbindelser, men takket være kvanteobjektens ophidsede tilstande. De fleste af disse papirer er skrevet af forskere inden for kvanteinformationsteori, der er interesserede i grundlæggende sætninger om grænserne for energilagring og -overførsel. I et nyt arbejde har fysikere foreslået en ordning, der kan implementeres i praksis.
Italienske fysikere har foreslået at bruge superledende kredsløb eller halvlederkvanteprikker som qubits. I den enkleste version, der betragtes af forfatterne, skal de have to energiniveauer - jorden og ophidset. Alle qubits placeres i en fælles optisk resonator, hvor de samtidigt kan overføres til en ophidset tilstand og vikles af en handling, for eksempel en laserpuls med en bestemt energi. Som et resultat, ifølge forskere, øges strømmen, hvormed du kan oplade batteriet i forhold til kvadratroden af qubits. Samtidig ændres denne værdi ikke for et batteri i et qubit-array i separate resonatorer, når nye elementer tilføjes.
Forfatterne bemærker, at det foreslåede system ikke overtræder nogen termodynamiske love, da det bruger en mere intens strøm af energi fra kilden til batteriet, end det er acceptabelt for andre enheder. Fysikere bemærker også, at sådanne enheder ikke erstatter moderne batterier. På trods af den tætte teoretiske opladningshastighed aflades de også ekstremt hurtigt - på nanosekundskalaen. Derudover har de sammenlignet med kemiske grundstoffer en lille kapacitet: Den typiske energiforskel mellem niveauerne på en qubit er 0,001 elektronvolt, mens moderne bærbare batterier gemmer ca. 1024 eV. Derfor kan anvendelsesområdet for sådanne batterier være kvantecomputerfeltet. I dette tilfælde kører batteriet inde i kvantecomputeren i en cyklus:hver qubit vil blive opladet, mens computeren tager energi fra den næste til at udføre beregninger.
Nikolay Khizhnyak