英國科學家研發量子電池:可實現快速充電

2021-01-18 材料科學與工程


[摘要]英國牛津大學的物理學家正在對量子電池進行研究，量子充電技術利用了了多個量子比特之間的糾纏特性，理論上可以實現更快的充電。




一個量子電池所處的兩種疊加態代表了不同的能級，充電過程可讓電池裝置從低能級想高能級狀態移動


據國外媒體報導，當前的充電技術還無法實現持久的續航力，以智慧型手機為例，充一次電需要數個小時，經過一天使用後，手機就需要再次充電。為了讓充電更加便捷、快速，一種新型充電技術已經開始研發，這就是量子電池。量子充電技術利用了了多個量子比特之間的糾纏特性，理論上可以實現更快的充電。糾纏態處於不帶電荷和帶電荷的狀態中，能夠滿足用電器快速充電的要求。


英國牛津大學的物理學家費利克斯·賓德C.近日在新物理學雜誌上發布了這篇論文，解讀了當前量子電池的研發進展。費利克斯·賓德認為我們一直對這個問題有著非常濃厚的興趣，利用量子物理進行熱力學的研究借鑑了量子糾纏發生過程短的特點，我們將量子比特製作成量子電池，可以是離子、中性原子以及光子等形式。一個量子電池所處的兩種疊加態代表了不同的能級，充電過程可讓電池裝置從低能級想高能級狀態移動，放電則相反。


在量子信息中，一個量子比特可以用布洛赫球面來表示，科學家可以從總獲得量子電池的最大平均功率。當量子電池進行充電時，其決定了充電時間的長短，該原理也可以用於描述量子電池的工作原理。與傳統電池所不同的是，量子電池的充電速度由量子位決定，量子位越多，充電速度越快。從宏觀上看，一個量子位的充電時間為一個小時，那麼六個聯合工作時就只要10分鐘，這一技術如果用於手機充電，可大大縮短充電時間。


不過，目前量子電池仍然處於潛在應用階段，研究人員還需要對其進行更深入的熱力學過程研究，量子效應還需要進一步測試。目前最大的問題是，量子電池的工作並非無序的能量釋放，如何保證其正常工作仍然是個難題。（羅輯/編譯）


文章來源：騰訊科技

今日編輯：九雅


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