Takową zainteresowali się przedstawiciele Uniwersytetu w Pizie i PSL Research University. Wspólnymi siłami tamtejsi naukowcy postanowili stworzyć urządzenie wykorzystujące zasady mechaniki kwantowej na potrzeby przechowywania energii. Takie rozwiązanie ma potencjał, by okazać się bardziej przydatnym od oferowanych przez konwencjonalne odpowiedniki.
Czytaj też: Elektryk z zasięgiem takim, że aż trudno w to uwierzyć. Huawei może rozbić bank swoim akumulatorem
O dokonanych w badaniach postępach ich autorzy piszą na łamach Physical Review Letters. Czym miałyby się przejawiać największe zalety takich urządzeń? Chodzi zarówno o wyższą pojemność magazynowania, jak i krótszy czas ładowania. Oczywiście w teorii brzmi to świetnie, lecz realia rzeczywistości były dla tej koncepcji dość brutalne: dotychczasowe warianty wypadały gorzej od “zwykłych” akumulatorów.
W najnowszym wydaniu ma się to jednak zmienić, ponieważ autorzy wspomnianej publikacji mówią o stosunkowo nieznanym modelu, który osiągnął granicę prędkości kwantowej. Taki wskaźnik wyznacza teoretyczną maksymalną prędkość, jaką może osiągnąć układ kwantowy. Model ten, znany jako SYK (Sachdeva–Ye–Kitaeva), okazuje się na tyle skomplikowany, iż badacze mieli wiele problemów z jego rozpracowaniem.
Bateria kwantowa, wykorzystując zasady mechaniki kwantowej, mogłaby doprowadzić do zwiększenia pojemności akumulatora oraz skrócenia czasu potrzebnego na jego ładowanie
W ramach świeżego podejścia do tematu inżynierowie postawili sobie za cel identyfikację najprostszego możliwego modelu baterii kwantowej, który miałby zapewnić kwantową przewagę. Doprowadziło to do opracowania mechanizmu złożonego z dwóch sprzężonych oscylatorów harmonicznych. Jeden odpowiada za ładowanie, natomiast drugi – za przechowywanie energii.
Jak wyjaśniają sami zainteresowani, anharmoniczna interakcja między dwoma oscylatorami podczas procesu ładowania jest kluczem do ostatecznego sukcesu. Takie sprzężenie sprawia, iż układ zyskuje dostęp do nieklasycznych, splątanych stanów, co przekłada się na szybszy transfer energii niż ma to miejsce w przypadku dynamiki klasycznej.
Czytaj też: Chińczycy uporali się ze spadkiem wydajności. Ich dwustronne ogniwa słoneczne wyznaczają nowy trend
Zestawiając uzyskane rezultaty z osiąganymi przez klasyczne modele oraz wdrażają formalne ograniczenie, członkowie zespołu badawczego doszli do wniosku, że bateria kwantowa w ich wydaniu góruje nad klasycznym odpowiednikiem. Bardzo istotny jest przy tym fakt, iż takie rozwiązanie może być uskuteczniane przy użyciu obecnie dostępnych technologii.
W grę wchodzi tworzenie takich urządzeń na bazie nadprzewodników – materiały pozostające w stanie nadprzewodzącym (co zwykle wymaga skrajnie niskich temperatur) mogą transportować energię bez jakichkolwiek strat, dlatego stanowią wyjątkowo kuszący wariant. Autorzy dotychczasowych postępów będą natomiast szukać dalszych dowodów potwierdzających ostatnie doniesienia. Poza tym mają w planach opracowanie w pełni funkcjonalnej baterii kwantowej, która mogłaby działać w zestawieniu z innymi technologiami kwantowymi.