Los físicos italianos han propuesto un nuevo concepto de batería cuántica basado en qubits entrelazados que se puede implementar utilizando tecnologías existentes. Esperan crear un prototipo de cinco qubit dentro de tres años. Un artículo con los resultados se publicó en la revista Physical Review Letters.
Hace unos años, los físicos propusieron la idea teórica de una batería cuántica que almacenaría energía no en forma de compuestos químicos, sino gracias a los estados excitados de los objetos cuánticos. La mayoría de estos artículos han sido escritos por investigadores de la teoría de la información cuántica interesados en teoremas fundamentales sobre los límites del almacenamiento y la transferencia de energía. En un nuevo trabajo, los físicos han propuesto un esquema que se puede implementar en la práctica.
Los físicos italianos han propuesto usar circuitos superconductores o puntos cuánticos semiconductores como qubits. En la versión más simple considerada por los autores, deben tener dos niveles de energía: tierra y excitación. Todos los qubits se colocan en un resonador óptico común, donde pueden transferirse simultáneamente a un estado excitado y enredarse mediante una acción, por ejemplo, un pulso láser de cierta energía. Como resultado, según los científicos, la potencia con la que se puede cargar la batería aumenta en proporción a la raíz cuadrada de los qubits. Al mismo tiempo, para una batería de una matriz de qubit en resonadores individuales, este valor no cambia cuando se agregan nuevos elementos.
Los autores señalan que el sistema propuesto no viola ninguna ley termodinámica, ya que utiliza un flujo de energía más intenso desde la fuente a la batería de lo que es aceptable para otros dispositivos. Los físicos también señalan que tales dispositivos no reemplazarán las baterías modernas. A pesar de la velocidad de carga cercana a la teórica, también se descargarán extremadamente rápido, en la escala de nanosegundos. Además, en comparación con los elementos químicos, tienen una capacidad mínima: la diferencia de energía típica entre los niveles de un qubit es de 0,001 electronvoltios, mientras que las baterías de los portátiles modernos almacenan alrededor de 1024 eV. Por tanto, el principal campo de aplicación de estas baterías puede ser el campo de la computación cuántica. En este caso, la batería dentro de la computadora cuántica funcionará en un ciclo:cada qubit se cargará mientras la computadora toma energía del siguiente para realizar los cálculos.
norte
Nikolay Khizhnyak
