Большинство предложенных ранее квантовых батарей не демонстрировали реального превосходства над классическими аналогами. В исследовании, опубликованном в Physical Review Letters, предлагается решение этой проблемы.
Новая модель, разработанная под руководством Виттории Станционе и Джана Марчелло Андолины из Исследовательского университета PSL и Пизанского университета, использует два гармонических осциллятора: один выполняет роль зарядного устройства, другой — аккумулятора.
Ключевая составляющая, обеспечивающая преимущество, — ангармоническое взаимодействие между двумя осцилляторами в процессе зарядки. Эта связь позволяет системе получать доступ к неклассическим запутанным состояниям, которые обеспечивают более быструю передачу энергии, чем классические аналоги.
Для подтверждения квантового преимущества команда сравнила модель с классическим аналогом и применила формальный критерий, разработанный группой Мацея Левенштейна (ICFO, Барселона). В отличие от сложной модели Сачдева-Йе-Китаева (SYK), требующей взаимодействия множества частиц, новая система может быть собрана на платформе сверхпроводящих цепей. Результаты показали: система достигает теоретического максимума скорости зарядки — квантового предела, ранее считавшегося недостижимым на практике. Такие батареи потенциально смогут питать квантовые сенсоры или элементы квантовых компьютеров, где скорость подзарядки критична для минимизации декогеренции.
Следующий этап — экспериментальная проверка. Хотя до коммерческих применений еще далеко, работа закладывает основу для нового класса энергоустройств.
Ранее Наука Mail писала о «ледяных» чипах, которые помогут сделать квантовые компьютеры крайне мощными.