Des physiciens italiens ont proposé un nouveau concept de batterie quantique basé sur des qubits intriqués pouvant être mis en œuvre à l'aide des technologies existantes. Ils espèrent créer un prototype à cinq qubits d'ici trois ans. Un article avec les résultats a été publié dans la revue Physical Review Letters.
Il y a quelques années, des physiciens ont proposé l'idée théorique d'une batterie quantique qui stockerait l'énergie non pas sous forme de composés chimiques, mais grâce aux états excités des objets quantiques. La plupart de ces articles ont été écrits par des chercheurs en théorie de l'information quantique qui s'intéressent aux théorèmes fondamentaux sur les limites du stockage et du transfert d'énergie. Dans un nouvel ouvrage, des physiciens ont proposé un schéma qui peut être mis en œuvre dans la pratique.
Les physiciens italiens ont proposé d'utiliser des circuits supraconducteurs ou des points quantiques semi-conducteurs comme qubits. Dans la version la plus simple considérée par les auteurs, ils doivent avoir deux niveaux d'énergie - sol et excité. Tous les qubits sont placés dans un résonateur optique commun, où ils peuvent être simultanément transformés en un état excité et enchevêtrés par une action, par exemple une impulsion laser d'une certaine énergie. En conséquence, selon les scientifiques, la puissance avec laquelle vous pouvez charger la batterie augmente proportionnellement à la racine carrée des qubits. Dans le même temps, pour une batterie d'un tableau de qubits dans des résonateurs séparés, cette valeur ne change pas lorsque de nouveaux éléments sont ajoutés.
Les auteurs notent que le système proposé ne viole aucune loi thermodynamique, car il utilise un flux d'énergie plus intense de la source vers la batterie que ce qui est acceptable pour d'autres appareils. Les physiciens notent également que de tels appareils ne remplaceront pas les batteries modernes. Malgré la vitesse de charge proche de la théorie, ils se déchargeront également extrêmement rapidement - à l'échelle de la nanoseconde. De plus, par rapport aux éléments chimiques, ils ont une capacité minime: la différence d'énergie typique entre les niveaux d'un qubit est de 0,001 électron volts, tandis que les batteries d'ordinateurs portables modernes stockent environ 1024 eV. Par conséquent, le domaine d'application principal de telles batteries peut être le domaine de l'informatique quantique. Dans ce cas, la batterie à l'intérieur de l'ordinateur quantique fonctionnera selon un cycle:chaque qubit sera chargé tandis que l'ordinateur prélève de l'énergie sur le suivant pour effectuer des calculs.
Nikolay Khizhnyak
