Inżynierowie z Japonii, jak wyjaśniają na łamach Physical Review Letters, wykorzystali proces kwantowy, który za nic robi sobie konwencjonalne pojęcie przyczynowości. W takich okolicznościach udało się zwiększyć wydajność baterii kwantowych, dzięki czemu w przyszłości mogłyby się one stać realnym zamiennikiem dla klasycznych akumulatorów.
Czytaj też: Samochody elektryczne doczekały się zbawiciela. Giganci połączyli siły i chcą zrewolucjonizować akumulatory
Jak na razie wciąż daleko do realizacji tego scenariusza, ponieważ baterie kwantowe nie funkcjonują w codziennym życiu, a co najwyżej w warunkach laboratoryjnych. Rzeczona technologia ma jednak potencjał, który pewnego dnia być może uda się przekuć w praktycznie zastosowania. Wśród największych zalet tej technologii wymienia się wysoką wydajność, choć do jej uzyskania potrzebne są konkretne sposoby ładowania.
Mówi się przede wszystkim o zastosowaniach w urządzeniach o stosunkowo niskim poborze mocy, takich jak smartfony czy czujniki. O ile klasyczne baterie wykorzystują składniki pokroju litu, tak baterie kwantowe opierają się na znacznie mniejszych składnikach, na przykład układach atomów. Dodajmy do tego ich potencjalną zdolność do naruszania tak podstawowych doświadczeń, jak czas, a otrzymamy iście zadziwiającą koncepcję.
Baterie kwantowe mogłyby być stosowane w urządzeniach o stosunkowo niskim poborze mocy, takich jak smartfony i czujniki
Wspominaliśmy o sposobach ładowania takich akumulatorów. Z tego względu członkowie zespołu badawczego prowadzili eksperymenty mające wykazać, jaki będzie najbardziej optymalny sposób ładowania. Korzystali w tym celu z urządzeń optycznych, takich jak lasery, soczewki i lustra. Okazało się, że do sukcesu potrzeba efektu kwantowego, w którym zdarzenia nie są ze sobą powiązane przyczynowo.
Sposób, z jakiego postanowili skorzystać autorzy, został nazwany ICO (indefinite causal order). O ile w naszej rzeczywistości panuje przyczynowość, za sprawą której zdarzenie A prowadzi do zdarzenia B (co wyklucza scenariusz, w który zdarzenie B prowadziłoby do zdarzenia A) tak w świecie kwantowym wygląda to zupełnie inaczej. Dzięki ICO możliwe jest istnienie przyczynowości działającej w obu kierunkach, co jest zasługą superpozycji kwantowej.
W ten sposób, jak wyjaśniają naukowcy z Japonii, doszło do bardzo dużego wzrostu zmagazynowanej energii, jak i zwiększenia sprawności cieplnej. Poza tym badacze odnotowali, że ładowarka o niższej mocy może zapewnić wyższą energię z większą wydajnością niż miałoby to miejsce w przypadku ładowarki o porównywalnej mocy przy użyciu tego samego urządzenia. Poza ładowaniem akumulatorów, wyciągnięte wnioski mogą przynieść korzyści także w innych dziedzinach, takich jak projektowanie paneli fotowoltaicznych, służących do produkowania energii z udziałem światła słonecznego.
