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    英国科学家研发量子电池:可实现快速充电

    发布日期:2015-8-18 17:33:53
    据国外媒体报道,当前的充电技术还无法实现持久的续航力,以智能手机为例,充一次电需要数个小时,经过一天使用后,手机就需要再次充电。为了让充电更加便捷、快速,一种新型充电技术已经开始研发,这就是量子电池。量子充电技术利用了了多个量子比特之间的纠缠特性,理论上可以实现更快的充电。纠缠态处于不带电荷和带电荷的状态中,能够满足用电器快速充电的要求。

    英国牛津大学的物理学家费利克斯·宾德C.近日在新物理学杂志上发布了这篇论文,解读了当前量子电池的研发进展。费利克斯·宾德认为我们对这个问题有着非常浓厚的兴趣,利用量子物理进行热力学的研究借鉴了量子纠缠发生过程短的特点,我们将量子比特制作成量子电池,可以是离子、中性原子以及光子等形式。一个量子电池所处的两种叠加态代表了不同的能级,充电过程可让电池装置从低能级想高能级状态移动,放电则相反。

    在量子信息中,一个量子比特可以用布洛赫球面来表示,科学家可以从总获得量子电池的大平均功率。当量子电池进行充电时,其决定了充电时间的长短,该原理也可以用于描述量子电池的工作原理。与传统电池所不同的是,量子电池的充电速度由量子位决定,量子位越多,充电速度越快。从宏观上看,一个量子位的充电时间为一个小时,那么六个联合工作时就只要10分钟,这一技术如果用于手机充电,可大大缩短充电时间。

    不过,目前量子电池仍然处于潜在应用阶段,研究人员还需要对其进行更深入的热力学过程研究,量子效应还需要进一步测试。目前大的问题是,量子电池的工作并非无序的能量释放,如何保证其正常工作仍然是个难题。