I computer quantistici hanno bisogno di energia. Questa semplice considerazione ha costretto gli scienziati circa 10 anni fa a iniziare a creare batterie quantistiche, cioè dispositivi quantomeccanici per immagazzinare energia. Scienziati della Corea del Sud hanno fatto un'importante scoperta in quest'area: hanno sviluppato e testato un maser microscopico, un sistema che potrebbe diventare una piattaforma affidabile per batterie quantistiche in futuro.
I recenti progressi degli scienziati sudcoreani in questo campo hanno dimostrato che le batterie quantistiche possono aumentare significativamente le velocità di ricarica rispetto ai protocolli classici. Ciò è dovuto agli effetti quantistici che consentono alle batterie nelle batterie di caricarsi contemporaneamente, scrive Science Daily.
Nonostante questo risultato teorico, l'implementazione pratica delle batterie quantistiche non ha molto successo. L'unico risultato importante è un sistema di accumulo di energia a due livelli in cui l'energia è fornita da un campo elettromagnetico.
Volendo sviluppare opzioni più accessibili per le batterie quantistiche, gli scienziati dell'Istituto di scienze di base della Corea del Sud, insieme ai colleghi italiani, hanno deciso di rivolgersi a un sistema quantomeccanico che è stato molto studiato in passato: il micromaser. Questo è un sistema in cui un raggio di atomi viene utilizzato per guidare i fotoni in una cavità risonante. Un micromaser può essere pensato come un modello sperimentale di una batteria quantistica: l'energia è immagazzinata in un campo elettromagnetico, che è caricato da un flusso di qubit che interagiscono con esso in serie.
Lo studio ha dimostrato che i micromaser hanno proprietà che li rendono modelli eccellenti di batterie quantistiche. Una caratteristica delle batterie quantistiche è che il campo elettromagnetico è in grado di assorbire enormi quantità di energia, più del necessario. Tuttavia, come hanno dimostrato i calcoli, ciò non si verifica nei micromaser. Il campo elettromagnetico raggiunge rapidamente uno stato stazionario, la cui energia può essere determinata in anticipo, quando si crea un micromaser. Ciò fornisce protezione da sovraccarico.
Inoltre, si è riscontrato che la configurazione finale del campo elettromagnetico è allo stato puro, cioè non coinvolge la memoria dei qubit che vengono utilizzati durante la carica. Questa proprietà garantisce che tutta l'energia immagazzinata nella batteria possa essere recuperata senza dover tenere traccia dei qubit utilizzati durante il processo di ricarica.
Infine, gli scienziati hanno dimostrato che tutte le proprietà positive del sistema sono affidabili e non soggette a variazioni delle condizioni sperimentali. Tutto ciò indica che i micromaser possono essere considerati una piattaforma promettente per la creazione di batterie quantistiche.
La memoria quantistica è un elemento importante dell'Internet quantistica, che immagazzina e trasmette informazioni sotto forma di particelle di luce. Un team di scienziati del Regno Unito e dell'Australia ha scoperto che il nitruro di boro esagonale può, a causa dei suoi difetti, emettere singoli fotoni a temperatura ambiente e può essere utilizzato per memorizzare informazioni quantistiche.
2022-08-27 17:28:26
Autore: Vitalii Babkin