Fisikawan Italia telah mengusulkan konsep baru baterai kuantum berdasarkan qubit terjerat yang dapat diimplementasikan menggunakan teknologi yang ada. Mereka berharap dapat membuat prototipe lima qubit dalam waktu tiga tahun. Sebuah artikel dengan hasil diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters.
Beberapa tahun yang lalu, fisikawan mengajukan gagasan teoretis tentang baterai kuantum yang akan menyimpan energi bukan dalam bentuk senyawa kimia, tetapi berkat keadaan eksitasi objek kuantum. Sebagian besar makalah ini telah ditulis oleh para peneliti dalam teori informasi kuantum yang tertarik pada teorema fundamental tentang batas penyimpanan dan transfer energi. Dalam karya baru, fisikawan telah mengusulkan skema yang dapat diterapkan dalam praktik.
Fisikawan Italia telah mengusulkan penggunaan sirkuit superkonduktor atau titik kuantum semikonduktor sebagai qubit. Dalam versi paling sederhana yang dipertimbangkan oleh penulis, mereka harus memiliki dua tingkat energi - dasar dan bersemangat. Semua qubit ditempatkan di resonator optik umum, di mana mereka dapat secara bersamaan diubah menjadi keadaan tereksitasi dan terjerat oleh satu tindakan, misalnya, pulsa laser dengan energi tertentu. Akibatnya, menurut para ilmuwan, daya yang dapat digunakan untuk mengisi baterai meningkat sebanding dengan akar kuadrat dari qubit. Pada saat yang sama, untuk baterai larik qubit di masing-masing resonator, nilai ini tidak berubah ketika elemen baru ditambahkan.
Para penulis mencatat bahwa sistem yang diusulkan tidak melanggar hukum termodinamika apa pun, karena menggunakan aliran energi yang lebih intens dari sumber ke baterai daripada yang dapat diterima untuk perangkat lain. Fisikawan juga mencatat bahwa perangkat semacam itu tidak akan menggantikan baterai modern. Meskipun mendekati kecepatan pengisian teoretis, mereka juga akan mengeluarkan daya dengan sangat cepat - pada skala nanodetik. Selain itu, dibandingkan dengan unsur kimia, mereka memiliki kapasitas kecil: perbedaan energi yang khas antara tingkat qubit adalah 0,001 elektron volt, sedangkan baterai laptop modern menyimpan sekitar 1024 eV. Oleh karena itu, bidang utama aplikasi untuk baterai semacam itu dapat menjadi bidang komputasi kuantum. Dalam hal ini, baterai di dalam komputer kuantum akan berjalan dalam satu siklus:setiap qubit akan diisi daya sementara komputer mengambil energi dari qubit berikutnya untuk melakukan penghitungan.
Nikolay Khizhnyak
