Квантовая запутанность – топливо будущего: как будут работать двигатели и компьютеры

03.06.2024

Сверхохлажденные ионы и мощные лазеры повысят КПД систем в несколько раз.

Исследователи из Китайской академии наук совершили прорыв в использовании одного из самых загадочных явлений квантовой физики — квантовой запутанности. Им удалось экспериментально реализовать квантовый двигатель, в котором запутанные состояния выступают в роли «топлива», повышая эффективность преобразования энергии.

В отличие от традиционных тепловых двигателей, квантовые двигатели используют лазеры для перехода частиц между квантовыми состояниями, превращая свет в кинетическую энергию. Феномен запутанности, при котором разделенные частицы остаются тесно связанными на любом расстоянии, позволяет повысить КПД такого преобразования.

«Ключевым моментом нашего исследования стала первая экспериментальная реализация квантового двигателя с использованием запутанных состояний, — заявил один из авторов Чжоу Фэй. — Мы количественно доказали, что запутанность действительно может служить своего рода топливом».

Для экспериментов использовались сверхохлажденные ионы кальция-40, удерживаемые в ионной ловушке. Ученые разработали термодинамический цикл, преобразующий внешнюю лазерную энергию в колебательную посредством точной настройки частоты, амплитуды и длительности лазерных импульсов. Было проведено более 10 000 экспериментов.

Результаты исследования, опубликованные 30 апреля в Physical Review Letters , открывают перспективы создания микроэнергетических устройств вроде квантовых двигателей и батарей. Свойства запутанности рабочих веществ позволяют извлекать максимум энергии.

«Хотя квантовые батареи могут уступать по емкости аккумуляторам электромобилей, их главным преимуществом станет возможность питать крупномасштабные квантовые компьютеры и другие системы», — отметил Чжоу Фэй.

Его коллега Фэн Ман добавил, что дальнейшей задачей является увеличение числа задействованных запутанных частиц без потери когерентности, что позволит нарастить выходную мощность. По его словам, в области квантовых двигателей ведется множество теоретических исследований, но экспериментальных подтверждений пока мало.

Согласно расчетам, квантовые двигатели способны преодолеть пределы классической термодинамики и достичь КПД преобразования энергии свыше 25% — достаточного для питания масштабных квантовых вычислительных систем.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.

Предыдущая история

Хакеры в роли поддержки: как модемы Cox раскрывают личные данные клиентов

Next Story

Тёмное прошлое Google: слежка за детьми, слив адресов и хакеры на YouTube

Последние из Наука и образование

Рейтинг мировых университетов THE 2025: Оксфорд удерживает первое место, проверьте топ-10 и их общий балл

09.11.2024
Оксфордский университет, Массачусетский технологический институт (MIT) и Гарвардский университет заняли первые три места в рейтинге мировых университетов THE 2025. Times Higher Education (THE) поставил

Первоклассники Туркменистана получат в подарок от Президента усовершенствованные модели ноутбуков

30.08.2024
В новом 2024-2025 учебном году более 155 тысяч первоклассников Туркменистана получат в подарок от имени Президента Сердара Бердымухамедова усовершенствованные модели портативных компьютеров. Среди новшеств

Учебная поездка в Малайзию

30.08.2024
В канун нового, 2024-2025 учебного года вузовская делегация в составе преподавателей и студентов Международного университета нефти и газа имени Ягшыгелди Какаева, а также его

«Цифроземье 2024»: ИТ-форум, где будущее уже здесь

20.08.2024
В начале осени Воронеж станет эпицентром цифровых инноваций. 5 сентября в Сити-парке «Град» пройдет ИТ-форум «Цифроземье 2024», который объединит специалистов, предпринимателей, экспертов и всех,
Перейти кTop