Японские ученые представили квантовую батарею, которая противостоит потере энергии

Международная команда ученых из RIKEN Центра квантовых вычислений и Университета науки и технологий Хуачжун разработала теоретическую модель топологической квантовой батареи, которая использует топологические свойства фотонных волноводов и квантовое поведение двухуровневых атомов для хранения и передачи энергии. Исследование демонстрирует, что такая батарея способна осуществлять эффективную передачу энергии на большие расстояния и обладает устойчивостью к диссипации — потере энергии в окружающую среду.

Ключевым прорывом стало обнаружение того, что топологическая природа фотонных волноводов позволяет достигать почти идеальной передачи энергии. Неожиданным открытием стало то, что диссипация, обычно ослабляющая производительность, при превышении критического уровня может временно увеличивать мощность зарядки. Это опровергает традиционное представление о том, что потеря энергии всегда вредна для системы. Такая батарея также демонстрирует иммунитет к диссипации, ограниченный одной подрешеткой, когда источник зарядки и батарея занимают один и тот же участок.

Разработка открывает путь к созданию эффективных наномасштабных систем хранения энергии для оптической квантовой связи и распределенных квантовых вычислительных систем. Исследователи планируют продолжить работу по преодолению разрыва между теоретическими исследованиями и практическим внедрением квантовых устройств, что может ускорить наступление квантовой эры в энергетике и вычислительной технике.