Si bien las baterías han ido mejorando en los últimos tiempos, En su núcleo, las baterías de hoy todavía funcionan con los mismos principios electroquímicos básicos desarrollados en los 18 ^th y 19 ^th siglos. Algunos físicos se preguntan ahora si los fenómenos cuánticos pueden revolucionar la química de las baterías convencionales y conducir al desarrollo de una clase completamente nueva de baterías potencialmente más potentes.

En un nuevo estudio publicado en Cartas de revisión física , los físicos Dario Ferraro y coautores del Instituto Italiano de Tecnología de Génova, Italia, han demostrado teóricamente una aceleración cuántica del tiempo de carga de las baterías cuánticas, en analogía con la aceleración cuántica que se ha demostrado previamente para el procesamiento de información en la computación cuántica.

"Hemos demostrado que, incluso en un modelo simple pero realista, la potencia de carga se puede mejorar considerablemente explotando adecuadamente las reglas de la mecánica cuántica, Ferraro dijo Phys.org . "Baterías cuánticas, una vez realizado experimentalmente, podría utilizarse en contextos donde la rapidez del proceso de carga / descarga es crucial. Como posible aplicación, uno puede imaginar la realización de fuentes de alimentación a nanoescala para proporcionar energía a dispositivos miniaturizados directamente en el sitio ".

En su trabajo, los físicos demostraron que entrelazar las unidades de una batería cuántica, y luego acoplar todas las unidades a la misma fuente de energía cuántica, da como resultado una mejora colectiva cuántica en la potencia de carga en comparación con el caso en el que las unidades se cargan individualmente, en paralelo. La mejora aumenta a medida que aumenta el número de unidades (específicamente, cuando una batería cuántica consta de norte unidades, la ventaja cuántica escala como la raíz cuadrada de norte ).

Los investigadores atribuyen el tiempo de carga más rápido al entrelazamiento cuántico entre las unidades. Explican que todas las unidades están acopladas a un modo electromagnético cuantificado común, y los fotones de la fuente de energía median una interacción de largo alcance entre unidades, generando enredo entre ellos.

El trabajo se basa en ideas abstractas anteriores sobre cómo acelerar el tiempo de carga de las baterías cuánticas a través de la carga colectiva. hacer estos conceptos más concretos y ponerlos en una base experimentalmente factible. Los investigadores esperan que el sistema propuesto pueda realizarse experimentalmente con la tecnología actual más avanzada, como qubits superconductores, puntos cuánticos, o cristales fotónicos, entre otras posibilidades.

"Nuestro trabajo tiene como objetivo crear un puente entre los teoremas de la física matemática abstracta y la implementación experimental real de baterías cuánticas, "Dijo Ferraro.

En el trabajo futuro, Los investigadores también planean investigar otro resultado interesante del nuevo estudio, que es la existencia de una compensación entre la potencia de carga de la batería cuántica y su capacidad de almacenamiento de energía.

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