Itaalia füüsikud on pakkunud uue kvantpatarei kontseptsiooni, mis põhineb takerdunud quititel ja mida saab rakendada olemasolevate tehnoloogiate abil. Nad loodavad kolme aasta jooksul luua viiekvitilise prototüübi. Tulemustega artikkel avaldati ajakirjas Physical Review Letters.
Mõni aasta tagasi pakkusid füüsikud välja teoreetilise idee kvantakust, mis salvestaks energiat mitte keemiliste ühendite kujul, vaid tänu kvantobjektide ergastatud olekutele. Enamiku neist artiklitest on kirjutanud kvantinformatsiooniteooria teadlased, kes on huvitatud fundamentaalsetest teoreemidest energia salvestamise ja ülekande piiride kohta. Uues töös on füüsikud välja pakkunud skeemi, mida saab praktikas rakendada.
Itaalia füüsikud on teinud ettepaneku kasutada ülijuhtivaid ahelaid või pooljuhtkvantpunkte kubitidena. Autorite arvates kõige lihtsamas versioonis peab neil olema kaks energiataset - maapind ja erutus. Kõik kubitid paigutatakse ühisesse optilisse resonaatorisse, kus neid saab samaaegselt viia ergastatud olekusse ja takerduda ühe toimega, näiteks kindla energiaga laserimpulsiga. Selle tulemusel suureneb teadlaste sõnul võimsus, millega akut saate laadida, võrdeliselt kvitite ruutjuurega. Samal ajal ei muutu eraldi resonaatorites oleva kvitimassiivi patarei puhul see väärtus uute elementide lisamisel.
Autorid märgivad, et kavandatav süsteem ei riku ühtegi termodünaamilist seadust, kuna see kasutab energiaallikast intensiivsemat voolu allikast akusse, kui see on teiste seadmete jaoks vastuvõetav. Füüsikud märgivad ka, et sellised seadmed ei asenda kaasaegseid patareisid. Vaatamata peaaegu teoreetilisele laadimiskiirusele tühjenevad need ka ülikiiresti - nanosekundi skaalal. Lisaks on neil keemiliste elementidega võrreldes imepisike maht: tüüpiline energia erinevus kubiti tasemete vahel on 0,001 elektronvoldit, samas kui tänapäevased sülearvuti akud salvestavad umbes 1024 eV. Seetõttu võib selliste patareide peamine kasutusala olla kvantarvutuste valdkond. Sellisel juhul töötab kvantarvuti sees olev aku tsüklis:iga kubit laaditakse, samal ajal kui arvuti võtab arvutuste tegemiseks järgmiselt energiat.
Nikolay Khizhnyak
