As baterias quânticas estão sendo integradas em computadores quânticos, um primeiro passo para determinar se tais baterias podem desempenhar um papel na alimentação de futuras tecnologias quânticas.
Enquanto as baterias tradicionais armazenam energia porque seus componentes passam por reações eletroquímicas, as baterias quânticas dependem de bits quânticos, ou qubits, que alteram os estados quânticos. Embora alguns estudos tenham mostrado que aproveitar a natureza quântica desta forma permite um carregamento mais rápido, permanecem questões em aberto sobre a praticidade e utilidade das baterias quânticas.
“Muitas tecnologias quânticas futuras exigirão versões quânticas de baterias”, diz ele. Dian Tan No Instituto Nacional de Pesquisa de Hefei, China. “Embora tenham sido feitos grandes progressos no desenvolvimento da computação quântica, das comunicações e da detecção, os mecanismos de armazenamento de energia destes sistemas quânticos ainda são pouco estudados.”
Tan e seus colegas construíram a bateria usando 12 qubits feitos de minúsculos circuitos supercondutores que podem ser controlados por micro-ondas. Cada qubit agia como uma célula de bateria e também interagia com seus vizinhos mais próximos.
Os pesquisadores experimentaram dois protocolos de carregamento diferentes porque podiam controlar essas interações. Um imitou o método convencional ou clássico de carregamento de bateria e não usou interações quânticas, enquanto o outro protocolo usou interações quânticas. A equipe de pesquisa descobriu que, ao aproveitar as interações quânticas entre qubits, as baterias podem obter mais energia, em média, mais rápido.
“As baterias Quantum atingem potência máxima até o dobro da potência de carregamento convencional”, dizem os membros da equipe. Alan Santos No Conselho Nacional de Pesquisa Espanhol. É importante que isso funcione com cada qubit interagindo apenas com seus vizinhos mais próximos, diz ele. Isso ocorre porque é a norma para computadores quânticos supercondutores, e a engenharia adicional dessas interações benéficas é difícil na prática.
James charlatão Os pesquisadores, da Agência de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth da Austrália, dizem que experimentos de carregamento quântico de baterias já usaram moléculas no lugar de componentes em dispositivos quânticos existentes, por exemplo. Quack e seus colegas teorizaram anteriormente que os computadores quânticos alimentados por baterias quânticas poderiam ser mais eficientes, mais fáceis de escalar e mais poderosos. “Embora esta seja uma ideia teórica que propusemos apenas recentemente, a nova pesquisa poderia realmente ser usada como base para alimentar futuros computadores quânticos”, diz ele.
No entanto, é difícil comparar com precisão as baterias convencionais e as baterias quânticas. dominik shafranec na Universidade Charles, na República Tcheca. Na sua opinião, atualmente não existe uma maneira clara de traduzir os benefícios medidos das baterias quânticas em dispositivos claramente úteis.
Kaban Modi Os professores da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura dizem que para qubits que interagem apenas com seus vizinhos mais próximos, o trabalho matemático de sua equipe mostra que os benefícios do carregamento são pequenos e podem ser facilmente compensados por outras características de computadores quânticos reais, como o ruído e a lentidão do controle dos qubits.
Ao mesmo tempo, a construção de computadores quânticos muito grandes pode exigir a investigação de como a energia é movimentada dentro de um computador quântico, uma vez que os computadores quânticos podem acabar com custos de energia muito mais elevados do que os computadores tradicionais, disse Modi.
Tan disse acreditar que o armazenamento de energia para tecnologias quânticas, como computadores quânticos, é um caso de uso ideal para as baterias quânticas da equipe. Os pesquisadores agora esperam combinar baterias com motores térmicos quânticos baseados em qubit para gerar energia que possa ser armazenada em baterias dentro de computadores quânticos.
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