Самозаряжающаяся квантовая батарея — реальность? Ученые создали батарею, работающую на квантовых принципах

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Мир стоит на пороге новой энергетической революции. И речь не просто об очередном усовершенствовании литий-ионных аккумуляторов. На горизонте маячит нечто гораздо более фундаментальное — квантовые батареи. Эти устройства, черпающие энергию из самых глубин квантового мира, обещают не только увеличение ёмкости и скорости зарядки, но и принципиально новый подход к хранению энергии. И, похоже, итальянские физики из Университета Генуи сделали значительный шаг в этом направлении.

От спина к энергии: загадка квантовой интеркаляции

Представьте себе структуру, состоящую из двух переплетённых цепочек мельчайших магнитов — спинов. Каждый из них, подобно миниатюрному компасу, стремится занять определённое положение. Но что, если мы начнём менять взаимодействие между этими цепочками, сдвигая их относительно друг друга? Именно эта идея легла в основу новой квантовой батареи, разработанной группой Дарио Ферраро.

Учёные обнаружили, что при определённых манипуляциях со спиновыми цепочками, система начинает накапливать энергию. Этот процесс можно сравнить с заводкой пружины, только вместо механического натяжения мы имеем дело с тонким квантовым взаимодействием. Ключевой момент — для зарядки такой батареи не требуется внешнее электромагнитное поле. Энергия буквально «запирается» внутри системы благодаря изменению её внутренних параметров.

Квантовая батарея, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Зарядить за секунды: квантовый протокол в действии

Обычно квантовые батареи заряжаются путём внешнего воздействия — например, облучения светом определённой частоты. Но в случае со спиновой батареей из Генуи ситуация иная. Зарядка происходит за счёт временной модуляции одного из внутренних параметров системы. Это может быть, например, сила взаимодействия между спинами или расстояние между цепочками.

Предложенный протокол зарядки открывает новые возможности для управления потоками энергии на квантовом уровне. Во-первых, он позволяет заряжать батарею гораздо быстрее, чем традиционные методы. Во-вторых, он делает батарею более устойчивой к внешним помехам и колебаниям. И, наконец, он открывает путь к созданию квантовых батарей на основе различных физических систем, в том числе и нейтральных атомов.

Нейтральные атомы: ключ к масштабируемости?

Упоминание нейтральных атомов в контексте квантовых батарей неслучайно. Эти частицы, в отличие от заряженных ионов, менее подвержены влиянию внешних электромагнитных полей. Это делает их идеальными кандидатами для создания стабильных и масштабируемых квантовых устройств.

В настоящее время нейтральные атомы активно используются в разработке квантовых компьютеров. И если удастся применить те же технологии для создания квантовых батарей, это будет означать настоящий прорыв. Представьте себе компактные и мощные источники энергии, которые можно будет интегрировать прямо в квантовые чипы. Это откроет совершенно новые горизонты для миниатюризации электроники и создания автономных квантовых устройств.

Квантовая батарея, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Вызовы и перспективы: от лаборатории к реальности

Конечно, до практического применения спиновых квантовых батарей ещё далеко. Предстоит решить множество технических проблем, связанных с производством, хранением и управлением такими устройствами. Необходимо также более детально изучить влияние температуры и других факторов окружающей среды на работу квантовых батарей.

Тем не менее, исследование группы из Генуи демонстрирует огромный потенциал квантовых технологий в области энергетики. Разработанный ими протокол зарядки открывает новые пути для создания высокоэффективных и стабильных квантовых батарей, которые в будущем могут изменить наш мир так же сильно, как когда-то это сделали литий-ионные аккумуляторы. И, кто знает, возможно, уже в скором времени мы будем заряжать свои смартфоны и ноутбуки энергией, полученной из самых глубин квантового мира.

15 комментариев

Добавить комментарий

113056340311805192442@google
А эта энергия, которую мы оттуда возьмём, чем будет возмещаться?
1
Сказано же перемещать придется цепочки, в простом случае крутить ручку будете. Или электропривод надо делать.
Gorkiy
Энергией глубиных глубин
Z
По-моему, перед нами наукообразное описание очередного вечного двигателя.
А чтобы не докапывались, везде вставлено слово «квантовый», ибо это такая современная магия — никто не знает, как оно работает. А если кто говорит, что знает — то он или ошибается, или просто речь идёт о недостаточно квантовом явлении :))))
Gorkiy
А есть какие то сомнения? И это после слов энергия из самых глубин?
g
Квантовая батарея, иллюстрация

напомнило «модуль нулевой точки» из сериалов вселенной «Звездных врат»!
111385371094853727942@google
Хорошо бы, зарядка была б чуть компактнее адронного коллайдера.
8
Большое спасибо за информацию.!!!
246139282@vkontakte
Откуда будет заряжаться квантовая батарея?) Псевдонаучная статья.
C
Очередной лохотрон?
Gorkiy
Называется когда надо что то впарить, добавь к словам около научные термины: батарея черпает энергию из самых глубин квантового мира… И уже не надо ничего объяснять. Такое уже было двигатель на энергии вакуума и прочая туфта
A
Почему батарея, почему не генератор?
1
Можно, после доработки использовать в Ветроэнергетике. //
/
1
Ванометрический генератор из римворлда изобрели в реальности

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Бог любит троицу: обзор клавиатуры Vaiver Leaf V3 и сравнение трех версий

Vaiver Leaf V3 — третья версия бюджетной низкопрофильной механической клавиатуры. На этот раз изменений масса, если сравнить то, что было при обновлении с первой до второй версии....

Песка в пустынях миллиарды тонн: почему его почти не используют для бетона и откуда берут строительный

На фотографии Сахары разговоры о нехватке строительного песка кажутся почти нелепыми. Дюны уходят за горизонт — строй хоть целый город. Я тоже долго думала примерно так. Но для бетонного...

Почему лук вырос крупным, но начал гнить уже через несколько недель после уборки

Крупные луковицы обычно воспринимаются как главный признак удачного сезона. Если репка ровная, тяжёлая, золотистая и почти вся одного размера, кажется, что огородник сделал всё правильно. Особенно...

«Приплыли!» Картину, какого художника народная молва приписала Репину — и что из этого вышло

Выражение «картина Репина «Приплыли» прочно укоренилось в разговорной речи и стало популярным ироническим способом обозначить нелепую, безвыходную или абсурдную ситуацию. Это устойчивое...

Пантанал — самое большое болото мира? Сравниваем его с Васюганскими болотами

В Южной Америке есть территория, где граница между сушей и водой меняется прямо на глазах. В сезон дождей реки выходят из берегов, затапливают луга и леса, соединяют отдельные озёра и превращают...

Sansui AU-D11 (1981): как японские инженеры заставили транзисторы звучать без грязи и фальши

В 1981 году японская фирма Sansui выпустила интегральный усилитель AU-D11 с неслыханной для того времени скоростью нарастания сигнала 350 В/мкс и искажениями не выше 0,005% во всем слышимом...