Испания представляет первую в мире квантово-фазовую батарею

К настоящему времени мы уже немного привыкли к шумихе вокруг квантовых вычислений. Когда (или, скорее, если) они будут успешно разработаны и реализуют свой потенциал, квантовые компьютеры смогут моментально решать проблемы и задачи, на которые современным компьютерам потребовались бы сотни и тысячи лет. Исследователи из университета страны Басков утверждают, что они разработали первую квантово-фазовую батарею.

Квантовые батареи против классических

В настоящее время батареи распространены повсеместно, причем литий-ионные батареи являются самыми распространенными, хотя существуют и альтернативы. Эти батареи преобразуют химическую энергию в напряжение, которое может обеспечить питание электронной схемы.

На контрасте, в квантовых технологиях используются схемы на основе сверхпроводящих материалов, по которым ток может течь без напряжения, что исключает необходимость использования «классических» химических батарей. В квантовых технологиях ток генерируется разностью фаз волновой функции квантового контура, связанной с волновой природой вещества.

 Квантовое устройство, которое может обеспечить постоянную разность фаз, может использоваться в качестве квантовой фазовой батареи и создавать сверхтоки в квантовой цепи, питая ее.

Как создать функционирующую квантово-фазовую батарею

Идея впервые пришла в голову Себастьяну Бержерету году из группы мезоскопической физики, в Центре физики материалов в 2015. Себастьян утверждает, что вместе с Франческо Джазотто и Элией Страмбини из Института NEST-CNR в Пизе, они создали первую функционирующую квантово-фазовую батарею.

Вкратце, идея Бержерета и Токатли заключается в сочетании сверхпроводящих и магнитных материалов с присущим им релятивистским эффектом, известным как спин-орбитальное взаимодействие. Вдобавок к этой идее Джазотто и Страмбини определили подходящую комбинацию материалов, которая позволила им изготовить квантово-фазовую батарею.

Квантово-фазовая батарея состоит из нано-проволоки, произведенной из легированного донорной примесью арсенида индия (InAs), которая образует сердцевину ячейки, а алюминиевые сверхпроводящие провода действуют как полюса. Аккумулятор заряжается с помощью внешнего магнитного поля, которое затем можно отключить.

Если квантовые батареи когда-либо начнут производить, они принесут значительные преимущества по сравнению со своими химическими собратьями. Помимо прочего, квантовые батареи могут предложить более высокий электродинамический КПД и сверхбыстрое время зарядки, что делает их идеальными для применения в устройствах, следующего поколения, например, в электромобилях.