量子電池

最近，加拿大阿爾伯塔大學和多倫多大學的科學家們為一種新型量子電池繪制了藍圖。這種電池的特點就是不會漏電。

“量子電池是一種微小的、納米尺寸的電池，可被用于納米尺度的應用。”作為該研究主要負責人，加拿大阿爾伯塔大學化學家加布里埃爾·漢納解釋說。

該研究提供了一項理論證明，證實創造一種無損耗的量子電池是有可能的。其比此前提出的量子電池更有優勢。“我們更熟悉的電池，如為智能手機供電的鋰離子電池，依賴于經典的電化學原理，而量子電池則完全依賴于量子力學。” 漢納說。

他說，這種電池可能會成為許多量子設備的重要組成部分，例如，可為量子計算機提供能量。實際上，它們可以使用當前的固態技術來制造。

為了實現他們的想法，研究小組構想了一個具有高結構對稱性的開放量子網絡模型，作為一個儲存激子能量的平臺。在這一平臺中，當一個電子吸收了一個有足夠能量的光子后，能量就會被利用起來。通過這一模型，他們證明了即使是在開放的環境中，儲存能量也不會有任何損耗。

“關鍵是在所謂的黑暗狀態下準備好這個量子網絡。”漢納解釋道，“在黑暗狀態下，網絡無法與環境交換能量。從本質上說，這個系統對所有的環境影響都是免疫的。這意味著這種電池對能量損耗有很強的抵抗力。”

利用這一模型，研究人員還提出了一種根據需要從電池中釋放所儲存能量的通用方法，這涉及到以一種可控的方式打破網絡的結構對稱性。未來，該項目還將探索電池充放電的可行性辦法，以及在實際應用中擴大規模的有效方法。

這項名為“無損耗激子量子電池”的研究，發表在近期的《物理化學雜志》上。(計紅梅編譯)

相關論文信息：http:// doi.10.1021/acs.jpcc.9b06373

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