Computadores quânticos precisam de energia. Essa simples consideração forçou os cientistas há cerca de 10 anos a começar a criar baterias quânticas, ou seja, dispositivos mecânicos quânticos para armazenar energia. Cientistas da Coreia do Sul fizeram uma descoberta importante nessa área: eles desenvolveram e testaram um maser microscópico, um sistema que pode se tornar uma plataforma confiável para baterias quânticas no futuro.
Avanços recentes de cientistas sul-coreanos neste campo mostraram que as baterias quânticas podem aumentar significativamente as velocidades de carregamento em comparação com os protocolos clássicos. Isso se deve aos efeitos quânticos que permitem que as baterias carreguem ao mesmo tempo, escreve o Science Daily.
Apesar dessa conquista teórica, a implementação prática de baterias quânticas não é muito bem sucedida. A única grande conquista é um sistema de armazenamento de energia de dois níveis no qual a energia é fornecida por um campo eletromagnético.
Querendo desenvolver opções mais acessíveis para baterias quânticas, cientistas do Instituto de Ciências Básicas da Coreia do Sul, juntamente com colegas da Itália, decidiram recorrer a um sistema de mecânica quântica muito estudado no passado - o micromaser. Este é um sistema no qual um feixe de átomos é usado para guiar fótons em uma cavidade ressonante. Um micromaser pode ser pensado como um modelo experimental de uma bateria quântica: a energia é armazenada em um campo eletromagnético, que é carregado por um fluxo de qubits interagindo com ela em série.
O estudo mostrou que os micromasers possuem propriedades que os tornam excelentes modelos de baterias quânticas. Uma característica das baterias quânticas é que o campo eletromagnético é capaz de absorver enormes quantidades de energia, mais do que o necessário. No entanto, como os cálculos mostraram, isso não ocorre em micromasers. O campo eletromagnético atinge rapidamente um estado estacionário, cuja energia pode ser determinada antecipadamente, ao criar um micromaser. Isso fornece proteção contra sobrecarga.
Além disso, verificou-se que a configuração final do campo eletromagnético está em estado puro, ou seja, não envolve a memória de qubits que são utilizados durante o carregamento. Essa propriedade garante que toda a energia armazenada na bateria possa ser recuperada sem precisar acompanhar os qubits que estão sendo usados durante o processo de carregamento.
Finalmente, os cientistas demonstraram que todas as propriedades positivas do sistema são confiáveis e não estão sujeitas a mudanças nas condições experimentais. Tudo isso indica que os micromasers podem ser considerados uma plataforma promissora para a criação de baterias quânticas.
A memória quântica é um elemento importante da Internet quântica, que armazena e transmite informações na forma de partículas de luz. Uma equipe de cientistas do Reino Unido e da Austrália descobriu que o nitreto de boro hexagonal pode, devido a seus defeitos, emitir fótons únicos à temperatura ambiente e pode ser usado para armazenar informações quânticas.
2022-08-27 17:28:26
Autor: Vitalii Babkin