Grupa japońskich i chińskich naukowców przeprowadziła serię eksperymentów, które wskazują na możliwość przeniesienia zjawisk kwantowych do baterii. Takie akumulatory będą działać poza zwykłą logiką przyczynowo-skutkową i obiecują przewyższyć klasyczne pierwiastki chemiczne w magazynowaniu energii elektrycznej, a nawet ciepła.
Wiele osób zapewne wie, że kupując niedrogie akumulatory produkcji chińskiej, logikę można również bezpiecznie wyłączyć. Jednak naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego i Pekińskiego Centrum Badań Obliczeniowych naprawdę zainteresowali się możliwością występowania zjawisk kwantowych w bateriach. Co ciekawe, problemem zajęli się specjaliści z zakresu informatyki, a nie materiałoznawcy. I nic dziwnego, poruszane kwestie są ściśle związane z kwantową naturą informacji, a przynajmniej w znacznej mierze jej dotyczą.
Według naukowców baterie kwantowe można zastosować w różnych urządzeniach przenośnych o niskim poborze prądu, zwłaszcza gdy możliwości ładowania są niewystarczające. Miały na celu pierwsze eksperymenty, które zakończyły się sukcesem.
Jedną z odkrytych zalet baterii kwantowych jest to, że powinny być niewiarygodnie wydajne, ale zależy to od sposobu ich ładowania.
„Nowoczesne baterie do urządzeń o niskim poborze mocy, takich jak smartfony czy czujniki, do przechowywania ładunku zazwyczaj wykorzystują substancje chemiczne, takie jak lit, podczas gdy bateria kwantowa wykorzystuje mikroskopijne cząstki, takie jak układ atomów” – wyjaśniają naukowcy. „Podczas gdy baterie chemiczne podlegają klasycznym prawom fizyki, mikroskopijne cząstki mają naturę kwantową, więc mamy szansę zbadać sposoby ich wykorzystania, które zniekształcają lub nawet łamią naszą intuicję dotyczącą tego, co dzieje się w małych skalach”. Jesteśmy szczególnie zainteresowani tym, jak cząstki kwantowe mogą zakłócać jeden z naszych najbardziej podstawowych zmysłów – postrzeganie czasu”.
Naukowcy przeprowadzili serię eksperymentów nad sposobami ładowania baterii kwantowej za pomocą urządzeń optycznych, takich jak lasery, soczewki i lustra. Powyższy schemat konfiguracji laboratoryjnej w niczym nie przypominał konwencjonalnej baterii. Ostatecznie udało się osiągnąć ładowanie akumulatora w sposób wymagający manifestacji efektu kwantowego wykraczającego poza codzienną logikę. Ładowanie odbywało się w stanie superpozycji kwantowej, kiedy warunkowo dwie ładowarki jednocześnie ładowały jeden akumulator. W codziennym życiu trzeba było najpierw naładować akumulator jedną, potem podłączyć drugą ładowarkę, a pierwszą odłączyć. Doświadczenie pokazało, że biorąc pod uwagę zjawiska kwantowe, oba ładunki mogą działać jednocześnie.
Co więcej, eksperyment potwierdził oczywistą absurdalność procesu. Okazało się, że ładowarka małej mocy ładuje akumulator szybciej i wydajniej niż ta o większej mocy.
Zjawisko nieokreślonego porządku przyczynowo-skutkowego (ICO), które zbadał zespół, może mieć zastosowania wykraczające poza ładowanie nowej generacji urządzeń o niskim poborze mocy. Zasady, które za nimi stoją, w tym ujawniony tutaj efekt sprzężenia zwrotnego, mogą usprawnić inne zadania związane z termodynamiką lub procesami obejmującymi wymianę ciepła. Obiecującym przykładem są panele słoneczne, w przypadku których efekty termiczne mogą zmniejszyć ich wydajność, ale zamiast tego można zastosować ICO, aby złagodzić ten negatywny efekt i doprowadzić do zwiększenia wydajności.