As baterias quânticas foram incorporadas aos computadores quânticos, um primeiro passo para determinar se poderiam desempenhar um papel no apoio à futura tecnologia quântica.
As baterias convencionais armazenam energia porque os seus componentes sofrem reações eletroquímicas, mas as baterias quânticas dependem de bits quânticos, ou qubits, que sofrem alterações no seu estado quântico. Algumas pesquisas sugerem que aproveitar o quantum dessa forma poderia resultar em um carregamento mais rápido, mas a praticidade e a utilidade das baterias quânticas ainda são uma questão em aberto.
“Muitas tecnologias quânticas futuras exigirão suas próprias versões quânticas de baterias”, disse ele Dian Tan no Laboratório Nacional de Hefei, na China. “Embora tenham sido feitos progressos significativos no desenvolvimento da computação quântica, das comunicações e da detecção, os mecanismos de armazenamento de energia para estes sistemas quânticos não foram totalmente explorados.”
Tan e seus colegas fabricaram a bateria usando 12 qubits feitos de minúsculos circuitos supercondutores, cada um dos quais pode ser controlado por micro-ondas. Cada qubit atua como uma célula de bateria e também interage com seus vizinhos mais próximos.
Os pesquisadores puderam controlar essas interações, então experimentaram dois protocolos de carregamento diferentes. Um imita a forma como as baterias convencionais ou clássicas são carregadas, portanto não usa essas interações quânticas, mas o outro protocolo usa. A equipe descobriu que o uso de interações quânticas entre qubits permite que a bateria média ganhe mais energia e mais rápido.
“As baterias quânticas alcançam potência máxima até duas vezes maior que a potência de carregamento clássica”, disseram os membros da equipe Alan Santos no Conselho Nacional de Pesquisa Espanhol. É importante que cada qubit interaja apenas com seus vizinhos mais próximos, disse ele, porque isso é padrão para computadores quânticos supercondutores, e seria difícil projetar mais dessas interações favoráveis.
James Quach da Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth, na Austrália, disse que, até o momento, os experimentos de carregamento quântico de baterias usaram, por exemplo, moléculas em vez de componentes de dispositivos quânticos existentes. Quach e seus colegas teorizaram anteriormente que os computadores quânticos alimentados por baterias quânticas poderiam ser mais eficientes e mais fáceis de fabricar, tornando-os mais poderosos. “Esta é uma ideia teórica que propusemos recentemente, mas este novo trabalho poderia realmente ser usado como base para alimentar computadores quânticos no futuro”, disse ele.
No entanto, é difícil fazer uma comparação precisa entre baterias convencionais e quânticas Dominik Šafránek na Universidade Charles, na República Tcheca. Na sua opinião, atualmente não existe uma maneira clara de traduzir as vantagens medidas das baterias quânticas em dispositivos verdadeiramente úteis.
Kavan Modi da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura, disse que para qubits que interagem apenas com seus vizinhos imediatos, o trabalho matemático de sua equipe mostra que há apenas uma pequena vantagem no carregamento, que pode ser facilmente eliminada por outras propriedades dos computadores quânticos da vida real, como ruído ou controle lento de qubit.
Ao mesmo tempo, os computadores quânticos podem ser muito mais caros energeticamente do que os computadores convencionais, portanto, estudar como a energia pode ser transferida neles pode se tornar uma necessidade se quisermos construir computadores quânticos muito grandes, disse Modi.
Tan disse que vê o armazenamento de energia para tecnologia quântica, como computadores quânticos, como um caso de uso ideal para a bateria quântica de sua equipe. Os pesquisadores agora querem combinar sua bateria com um motor térmico quântico baseado em qubit, que produziria energia que poderia ser armazenada em uma bateria, tudo dentro de um computador quântico.
Tópico:
- computação quântica/
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