西班牙推出世界上第一个量子相电池

巴斯克郡大学的研究人员声称已经开发出世界上第一个量子相电池,这可能是量子计算的一个重大进步,被描述为“量子技术的关键元素”。

  到目前为止,我们对量子计算的炒作并不陌生,未来如果量子计算机被成功地开发出来并发挥其预期的潜力时,量子计算机将能够解决目前“经典”计算机技术需要数百年或数千年甚至更长时间才能解决的问题和挑战。

第一个量子相电池,由砷化铟(InAs)纳米线与铝超导引线接触组成。图片归功于Andrea Lorio.jpg

第一个量子相电池,由砷化铟(InAs)纳米线与铝超导引线接触组成。

  巴斯克郡大学的研究人员声称已经开发出世界上第一个量子相电池,这可能是量子计算的一个重大进步,被描述为“量子技术的关键元素”。

  量子vs“经典”电池

  如今,电池无处不在,锂离子电池是其中最常见的,尽管确实存在替代品。这些电池将化学能转换成电压,为电子电路供电。

  相比之下,量子技术的特点是基于超导材料的电路,电流可以在没有电压的情况下流过,因此不需要“经典”化学电池。在量子技术中,电流是由与物质波性有关的量子电路波函数的相位差引起的。

  一种可以提供持续相位差的量子器件可以用作量子相位电池,并在量子电路中产生超电流,为其供电。

  构建功能性量子相电池

  这就是研究人员在2015年根据材料物理中心介观物理小组的塞巴斯蒂安·伯格瑞特(Sebastian Bergeret)首次构想出的一种量子装置来实现这一目标。Pisa与NEST-CNR研究所的Francesco Giazotto和Elia Strambini一起宣称已经制造了世界上第一个功能性量子相电池。

  简而言之,Bergeret和Tokatly的想法涉及到超导和磁性材料的结合,以及一种被称为自旋-轨道耦合的内在相对论效应。在这个想法的基础上,Giazotto和Strambini找到了一种合适的材料组合,可以用来制造量子相电池。

  他们的量子相电池由一根掺杂n的砷化铟(InAs)纳米线组成,形成了电池的核心,也被称为“堆”,铝超导导线充当电极。通过施加外部磁场给电池充电,然后关闭磁场。

  如果量子电池真的能实现,它们将比化学电池带来更大的好处。除此之外,量子电池可以提供更好的热力学效率和超快的充电时间,使其成为电动汽车等下一代应用的完美选择。

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