Fizicienii italieni au propus un nou concept al unei baterii cuantice bazate pe qubituri încurcate care pot fi implementate folosind tehnologiile existente. Ei speră să creeze un prototip de cinci qubit în termen de trei ani. Un articol cu rezultatele a fost publicat în revista Physical Review Letters.
În urmă cu câțiva ani, fizicienii au propus ideea teoretică a unei baterii cuantice care să stocheze energia nu sub formă de compuși chimici, ci datorită stărilor excitate ale obiectelor cuantice. Majoritatea acestor lucrări au fost scrise de cercetători în teoria informației cuantice care sunt interesați de teoremele fundamentale despre limitele stocării și transferului de energie. Într-o nouă lucrare, fizicienii au propus o schemă care poate fi implementată în practică.
Fizicienii italieni au propus utilizarea circuitelor supraconductoare sau a punctelor cuantice semiconductoare ca qubituri. În cea mai simplă versiune considerată de autori, aceștia trebuie să aibă două niveluri de energie - sol și excitat. Toate qubiturile sunt plasate într-un rezonator optic comun, unde pot fi transformate simultan într-o stare excitată și încurcate printr-o acțiune, de exemplu, un impuls laser cu o anumită energie. Ca urmare, potrivit oamenilor de știință, puterea cu care puteți încărca bateria crește proporțional cu rădăcina pătrată a qubitilor. În același timp, pentru o baterie dintr-o matrice qubit în rezonatoare separate, această valoare nu se modifică atunci când sunt adăugate elemente noi.
Autorii notează că sistemul propus nu încalcă nicio lege termodinamică, deoarece folosește un flux de energie mai intens de la sursă la baterie decât este acceptabil pentru alte dispozitive. Fizicienii mai observă că astfel de dispozitive nu vor înlocui bateriile moderne. În ciuda vitezei de încărcare teoretice, acestea se vor descărca și ele extrem de rapid - la scară nanosecundă. În plus, în comparație cu elementele chimice, acestea au o capacitate mică: diferența tipică de energie dintre nivelurile unui qubit este de 0,001 electroni volți, în timp ce bateriile moderne pentru laptop stochează aproximativ 1024 eV. Prin urmare, domeniul principal de aplicare pentru astfel de baterii poate fi domeniul calculului cuantic. În acest caz, bateria din interiorul computerului cuantic va rula într-un ciclu:fiecare qubit va fi încărcat în timp ce computerul preia energie de la următorul pentru a efectua calcule.
Nikolay Khizhnyak
