英國科學(xué)家研發(fā)量子電池：可實(shí)現(xiàn)快速充電

一個(gè)量子電池所處的兩種疊加態(tài)代表了不同的能級(jí)，充電過程可讓電池裝置從低能級(jí)想高能級(jí)狀態(tài)移動(dòng)。

騰訊科學(xué)訊據(jù)國外媒體報(bào)道，當(dāng)前的充電技術(shù)還無法實(shí)現(xiàn)持久的續(xù)航力，以智能手機(jī)為例，充一次電需要數(shù)個(gè)小時(shí)，經(jīng)過一天使用后，手機(jī)就需要再次充電。為了讓充電更加便捷、快速，一種新型充電技術(shù)已經(jīng)開始研發(fā)，這就是量子電池。量子充電技術(shù)利用了了多個(gè)量子比特之間的糾纏特性，理論上可以實(shí)現(xiàn)更快的充電。糾纏態(tài)處于不帶電荷和帶電荷的狀態(tài)中，能夠滿足用電器快速充電的要求。

英國牛津大學(xué)的物理學(xué)家費(fèi)利克斯·賓德C.近日在新物理學(xué)雜志上發(fā)布了這篇論文，解讀了當(dāng)前量子電池的研發(fā)進(jìn)展。費(fèi)利克斯·賓德認(rèn)為我們一直對(duì)這個(gè)問題有著非常濃厚的興趣，利用量子物理進(jìn)行熱力學(xué)的研究借鑒了量子糾纏發(fā)生過程短的特點(diǎn)，我們將量子比特制作成量子電池，可以是離子、中性原子以及光子等形式。一個(gè)量子電池所處的兩種疊加態(tài)代表了不同的能級(jí)，充電過程可讓電池裝置從低能級(jí)想高能級(jí)狀態(tài)移動(dòng)，放電則相反。

在量子信息中，一個(gè)量子比特可以用布洛赫球面來表示，科學(xué)家可以從總獲得量子電池的最大平均功率。當(dāng)量子電池進(jìn)行充電時(shí)，其決定了充電時(shí)間的長(zhǎng)短，該原理也可以用于描述量子電池的工作原理。與傳統(tǒng)電池所不同的是，量子電池的充電速度由量子位決定，量子位越多，充電速度越快。從宏觀上看，一個(gè)量子位的充電時(shí)間為一個(gè)小時(shí)，那么六個(gè)聯(lián)合工作時(shí)就只要10分鐘，這一技術(shù)如果用于手機(jī)充電，可大大縮短充電時(shí)間。

不過，目前量子電池仍然處于潛在應(yīng)用階段，研究人員還需要對(duì)其進(jìn)行更深入的熱力學(xué)過程研究，量子效應(yīng)還需要進(jìn)一步測(cè)試。目前最大的問題是，量子電池的工作并非無序的能量釋放，如何保證其正常工作仍然是個(gè)難題。