باتری کوانتومی آینده به سرعت خود را شارژ می‌کند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، باتری‌های کوانتومی همان ویژگی‌های عجیب مکانیک کوانتومی را به‌کار می‌گیرند که رایانه‌های کوانتومی پیشرفته را ممکن می‌سازد؛ هرچند، به جای افزایش شدید قدرت پردازش رایانه‌ها، باتری‌های کوانتومی می‌توانند شارژ مجدد فوری را ممکن کنند.

تیمی متشکل از دانشمندان موسسه علوم پایه در کره و دانشگاه اینسوبریا در ایتالیا با بهره‌گیری از یک دستگاه مکانیکی کوانتومی به نام «میکرومیزر» (micromaser) به پیشرفتی در راستای تحقق این فناوری دست یافتند.

این دستگاه برای ذخیره انرژی شارژشده از طریق جریانی از کیوبیت‌ها از یک میدان الکترومغناطیسی استفاده می‌کند، در عین حال همزمان از خطر شارژ بیش از حد محافظت می‌کند.

پژوهشگران میکرومیزر را «مدلی عالی از باتری کوانتومی» توصیف کردند و با موفقیت نشان دادند که فرایند شارژ آن از شارژ معمولی سریع‌تر است.

پژوهشگران کره جنوبی پیش از این محاسبه کرده‌اند که فناوری باتری کوانتومی می‌تواند زمان شارژ خودرو‌های برقی خانگی را از ۱۰ ساعت به تنها سه دقیقه کاهش دهد، و ایستگاه‌های سوپرشارژر می‌توانند یک وسیله نقلیه را تنها طی ۹۰ ثانیه، کامل شارژ کنند.در مطالعه‌ای که اوایل سال جاری منتشر شد، دانشمندان یادآور شدند که چگونه با بزرگ‌تر شدن اندازه باتری، زمان شارژ باتری کوانتومی کاهش می‌یابد.

دلیل آن، پدیده‌ای است که تحت عنوان «تسریع کوانتومی» شناخته می‌شود، که به نحوه درهم تنیده شدن مولکول‌ها به موازات بزرگ‌تر شدن باتری مربوط است.  

این به آن‌ها مولکول‌هایی که درهم تنیده شده‌اند اجازه می‌دهد تا به‌جای شارژ موازی مانند باتری‌های معمولی، جمعی شارژ شوند.

هرچند یک دستگاه اثبات مفهوم برای شارژ باتری‌های کوانتومی با لیزر پیش از این نمایش داده شده است، تا دستیابی به یک طرح اولیه باتری کوانتومی با عملکرد کامل، هنوز راه درازی در پیش است.  

دانشمندان امیدوارند که در صورت موفقیت، دوران جدیدی از باتری‌های فوق‌العاده کارآمد فرا برسد و روش استفاده ما از همه‌چیز را، از گوشی‌های هوشمند گرفته تا خودرو‌های برقی، دگرگون کند.

جزئیات این پژوهش جدید در مقاله‌ای با عنوان «مایکرومیزر‌ها به عنوان باتری‌های کوانتومی» در  مجله علمی «علم و فناوری کوانتومی» (QST) شرح داده شده است.