作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2023/11/7 10:11:40
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打破传统因果关系规则,量子电池提升充电效率

 

日本东京大学科学家在最新一期《物理评论快报》杂志发表论文指出,量子电池是一种可以利用量子效应的储能设备,其可以绕过传统因果关系规则提升充电效率。

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在量子世界里,原因并不总是先于结果出现  图片来源:《新科学家》网站

研究人员解释说,在经典世界中,因果关系只有一个方向:如果事件A导致了事件B,那么很显然事件B不会导致事件A。但在量子尺度上,不可能判断这种因果关系的走向,这种量子现象被称为不定因果序。在这种状态下,因果关系的两个方向身处一种特殊的量子叠加态,其中两者可以同时成立,也可以同时不成立。

研究团队利用两个为量子电池供电的充电器开展了实验。他们计算了3种情况下电池将获得多少能量以及充电效率。这3种情况分别为:充电器按顺序为电池充电、同时为电池充电,以及由于前两种情况叠加在一起,无法判断哪个充电器在工作。

结果显示,即使在充电器和电池之间的连接相对较弱的情况下,最后一种方法也能以最有效的方式为电池提供最大的能量。这意味着即使是次优充电器,充电过程也能很好地工作。

此外,团队用量子光开展了原理验证实验,表明这种不定因果序可以用量子开关来实现。

中国香港大学朱利奥·奇里贝拉领导的团队在2009年利用量子开关展示了不定因果序,他表示,这说明量子理论的基础思想可以带来实际应用。

西班牙光子科学研究所的玛西耶·莱文施泰因则表示,尽管这项新研究很有趣,但仍需进一步开展相关实验。目前对量子电池的大多数研究都是理论性的,因此设计可通过实验测试的充电程序很重要。

 
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