Литиевые аккумуляторы в прошлом: квантовые батареи смогут работать "вечность"
Исследователи из национального научного агентства Австралии CSIRO предложили теоретический подход к питанию квантовых компьютеров с помощью особых батарей.
Ученые утверждают, что интеграция квантовых батарей в архитектуру компьютера может открыть путь к более быстрой обработке данных и более высокой энергоэффективности. Это также могло бы устранить физические барьеры на пути масштабирования, пишет interestingengineering.com.
Системы, работающие на квантовых батареях, будут генерировать значительно меньше тепла, требовать меньше компонентов проводки и помещать больше кубитов в одно и то же физическое пространство — все это важные шаги на пути к созданию практичных, масштабируемых квантовых компьютеров, заявили в CSIRO.
Аккумуляторы будущего
По сравнению с литий-ионным аккумулятором в телефоне, квантовая батарея не полагается на химические реакции. Она сохраняет энергию света, позволяя технологии заряжаться при простом воздействии. Попав внутрь устройства, эти батареи образуют замкнутый контур, постоянно получая питание от его внутренних компонентов. Такая архитектура объединяет батарею и процессоры посредством запутанности, создавая единую квантовую связь, в которой сосуществуют мощность и логика.
Помимо эффективности, модель демонстрирует удивительное преимущество в скорости, известное как квантовая сверхэкстенсивность. Это уникальное явление меняет стандартные вычисления: вместо того, чтобы замедляться по мере усложнения, система на самом деле ускоряется. То есть, что чем больше кубитов добавлено в архитектуру квантового компьютера, тем быстрее компьютер выполняет.
Исследование доказывает, что это работает в теории. Следующей задачей команды станет создание рабочей модели, которая заставит квантовые батареи работать на практике.
Батареи, как топливный бак
Квантовые компьютеры предлагают вычислительную мощность, меняющую мир, в самых разных областях: от медицины до финансов. Однако для этого требуются огромные, энергозатратные охлаждающие устройства и сложное внешнее оборудование. Эти препятствия затормозили развитие квантовых компьютеров.
Проблема масштабирования проста: чем больше кубитов (квантовых битов) вы добавляете, тем больше тепла вы генерируете и тем больше проводов вам нужно. В конце концов у вас заканчивается место и охлаждающая способность.
Исследователи теоретически продемонстрировали, что интеграция крошечных квантовых батарей непосредственно в систему может в четыре раза увеличить ее кубитную емкость. Вместо того чтобы полагаться на сеть, батареи могли бы сократить потребление энергии и предложить компактное решение для удовлетворения огромных потребностей в энергии, которые в настоящее время тормозят квантовый рост.
"Квантовые батареи маленькие и мощные. Мы близки к решению проблем энергетики, охлаждения и инфраструктуры, ограничивающих квантовые компьютеры", — объяснили исследователи. — "Это все равно, что дать компьютеру собственный внутренний топливный бак. Вместо того чтобы постоянно заряжать его от электросети, аккумулятор заряжается во время работы компьютера".
Ранее мы писали о том, что твердотельные батареи лучше литий-ионных, но их не ставят в телефоны. Твердотельные аккумуляторы имеют значительные преимущества над литий-ионными, но значительные проблемы мешают массово устанавливать их в смартфоны.