Физики из Австралии построили первый в истории прототип квантовой батареи, которая обладает рядом уникальных свойств, способных совершить революцию в процессе накопления и передачи энергии. Устройство использует непривычные правила квантовой механики для достижения, как кажется, парадоксальных результатов.
В качестве концепции квантовые аккумуляторы были предложены еще в 2013 году. Но только через пять лет ученые перешли от теоретической части к практике. Еще восемь лет потребовалось австралийским физикам, чтобы наконец построить работающую квантовую батарею. Авторы разработки верят, что нашли правильный подход к созданию таких устройств.
Квантовые батареи имеют ряд специфических свойств. Например, в отличие от обычных аккумуляторов, скорость зарядки которых тем выше, чем больше их размер, квантовые батареи демонстрируют обратный эффект: чем больше устройство, тем быстрее оно заряжается.
При определенных обстоятельствах элементы памяти квантовых аккумуляторов действуют не разрозненно, а как бы коллективно. Как будто каждый компонент каким-то образом знает, что рядом есть другие компоненты, они синхронизируются, и это взаимодействие ускоряет заряд. Странный эффект, но он присутствует, подтверждая захватывающий потенциал таких батарей.
Прототип представляет собой металлический сэндвич в несколько слоев, каждый из которых выполняет различные функции: улавливание света, определение энергетического градиента и так далее. Ученые создавали прототип, настраивая каждый слой. Чтобы подтвердить концепцию, они добавили в устройство слой извлечения накопленной энергии. Это доказало реальность существования таких батарей.
Аккумулятор заряжается с помощью лазера и не так зависит от химических компонентов, как традиционные батареи. В теории квантовым устройствам будет требоваться гораздо меньше времени для накопления энергии. Однако до строительства работающих батарей еще далеко. Прототип имеет очень малую мощность, а сохраняет заряд всего на несколько наносекунд. Команда теперь работает над тем, чтобы масштабировать возможности аккумулятора, сделав его применимым на практике.
Некоторые физики предлагают создать гибридное устройство, которое будет сочетать характеристики квантовых и химических аккумуляторов. Это может сделать устройства еще более эффективными и доступными для привычных вещей, таких как смартфоны и электромобили.
Ранее мы рассказывали, что ученые нашли новый способ ускорить электроны.
