Учёные создали квантовую батарею с уникальным способом зарядки

Учёные из Университета Генуи создали новую спиновую квантовую батарею, которая может заряжаться без внешнего электрического или магнитного поля. Это открытие, опубликованное в журнале Physical Review Letters, открывает путь к разработке более компактных и эффективных систем хранения энергии на основе квантовой механики.

Фото: Adelphi Lab Center by Douglas G. LaFon, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/

Энди Мотт измеряет оптические ограничивающие характеристики нелинейного материала

Новая батарея использует спиновые степени свободы частиц для накопления и высвобождения энергии. Она состоит из двух цепочек спинов ½, взаимодействие между которыми регулируется изменением параметров системы. Старший автор исследования Дарио Ферраро объяснил, что они разработали новый протокол зарядки, который позволяет стабильно удерживать энергию внутри батареи, регулируя взаимодействие элементов системы.

В отличие от других квантовых батарей, эта разработка не требует внешнего поля для зарядки, что упрощает процесс и снижает зависимость от точных внешних условий. Кроме того, исследователи смогли масштабировать устройство на большое количество элементов, что ранее считалось невозможным.

Этот подход может быть использован для создания высокопроизводительных твердотельных квантовых батарей, особенно в нейтральных атомных системах, которые разрабатываются для создания масштабируемых квантовых компьютеров. Дарио Ферраро добавил, что они изучают влияние различных факторов на процесс зарядки квантовых батарей, чтобы сделать его наиболее быстрым и эффективным.

Результаты работы также могут быть полезны для разработки стабильных систем хранения энергии, способных работать в условиях реального времени и с минимальными потерями.

Уточнения

Магни́тное по́ле — поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения; магнитная составляющая электромагнитного поля.