Möglicherweise waren Sie mit dem vertraut. Quantencomputer Hype. Wenn nicht, gehen Sie wie folgt vor: Wenn sie ihr Potenzial ausschöpfen, Quantencomputer wird in der Lage sein, Probleme anzugehen, deren Lösung für einen klassischen Computer Hunderte, wenn nicht Tausende von Jahren erfordern würde.
Und jetzt, in einem großen Schritt für das Quantencomputing, haben wir die erste funktionierende Quantenphasenbatterie.
VERBINDUNG: WAS ÄNDERT SICH QUANTUM COMPUTING GENAU?
Quantum versus klassische Batterien
Batterien sind in unserem täglichen Leben allgegenwärtig, wobei Lithium-Ionen-Batterien der am häufigsten verwendete Typ sind - obwohl interessant Alternativen befinden sich tatsächlich in der Entwicklung.
Die Quantenphasenbatterie ist ein ganz anderes Tier. Während klassische Batterien chemische Energie in Spannung umwandeln, die elektronische Schaltkreise antreibt, verwenden Quantentechnologien Schaltkreise oder Geräte, die auf supraleitenden Materialien basieren.
In supraleitenden Materialien fließen Ströme ohne angelegte Spannung. Daher ist bei Quantencomputern keine klassische Batterie erforderlich.
Superströme haben ihren Namen von der Tatsache, dass sie keine Energieverluste aufweisen. Sie werden eher durch eine Phasendifferenz der Wellenfunktion des Quantenkreises als durch eine Spannung induziert.
Dies bedeutet, dass a Quantengerät in der Lage, eine anhaltende Phasendifferenz bereitzustellen, kann als Quantenphasenbatterie angesehen werden, die Superströme in einer Quantenschaltung induziert.
Aufbau einer funktionierenden Quantenphasenbatterie
Genau das haben Francesco Giazotto und Elia Strambini vom NEST-CNR-Institut in Pisa gebaut. Sie bauen auf der Arbeit von Sebastian Bergeret und Ilya Tokatly auf, beide assoziierte Forscher des Donostia International Physics Center DIPC, die die Idee voneine Quantenphasenbatterie im Jahr 2015.
Bergerets und Tokatlys Idee bestand aus einer Kombination von supraleitenden und magnetischen Materialien mit einem intrinsischen relativistischen Effekt, der als Spin-Bahn-Kopplung bezeichnet wird.
Der Beitrag von Giazotto und Strambini bestand darin, eine geeignete Materialkombination zu identifizieren, mit der sie die erste Quantenphasenbatterie herstellen konnten. Ihre Ergebnisse sind jetzt veröffentlicht im Tagebuch Naturnanotechnologie .
Ihre Quantenphasenbatterie besteht aus einem n-dotierten InAs-Nanodraht, der den Kern der Batterie den Stapel bildet, und supraleitenden Al-Leitungen als Pole. Sie wird durch Anlegen eines externen Magnetfelds aufgeladen, das dann ausgeschaltet werden kann.
Cristina Sanz-Fernández und Claudio Guarcello, ebenfalls von CFM, haben die Theorie angepasst, um die experimentellen Ergebnisse zu simulieren.
Die Batterie wird in Zusammenarbeit mit dem Nanophysics Lab und der Mesoscopic Physics Group in CFM-Räumlichkeiten weiterentwickelt und verbessert. Diese Fortschritte könnten zu enormen Fortschritten beitragen, von denen viele sagen, dass sie aus dem Bereich kommen werden. Quantencomputer .