Літієві акумулятори в минулому: квантові батареї зможуть працювати "вічність"
Дослідники з національного наукового агентства Австралії CSIRO запропонували теоретичний підхід до живлення квантових комп'ютерів за допомогою особливих батарей.
Вчені стверджують, що інтеграція квантових батарей в архітектуру комп'ютера може відкрити шлях до більш швидкого опрацювання даних і більш високої енергоефективності. Це також могло б усунути фізичні бар'єри на шляху масштабування, пише interestingengineering.com.
Системи, що працюють на квантових батареях, генеруватимуть значно менше тепла, вимагатимуть менше компонентів проводки і поміщатимуть більше кубітів в один і той самий фізичний простір — усе це важливі кроки на шляху до створення практичних, масштабованих квантових комп'ютерів, заявили в CSIRO.
Акумулятори майбутнього
Порівняно з літій-іонним акумулятором у телефоні, квантова батарея не покладається на хімічні реакції. Вона зберігає енергію світла, даючи змогу технології заряджатися за простого впливу. Потрапивши всередину пристрою, ці батареї утворюють замкнутий контур, постійно отримуючи живлення від його внутрішніх компонентів. Така архітектура об'єднує батарею і процесори за допомогою заплутаності, створюючи єдиний квантовий зв'язок, в якому співіснують потужність і логіка.
Крім ефективності, модель демонструє дивовижну перевагу у швидкості, відому як квантова надекстенсивність. Це унікальне явище змінює стандартні обчислення: замість того, щоб сповільнюватися в міру ускладнення, система насправді прискорюється. Тобто, що більше кубітів додано в архітектуру квантового комп'ютера, то швидше комп'ютер виконує.
Дослідження доводить, що це працює в теорії. Наступним завданням команди стане створення робочої моделі, яка змусить квантові батареї працювати на практиці.
Батареї, як паливний бак
Квантові комп'ютери пропонують обчислювальну потужність, що змінює світ, у найрізноманітніших галузях: від медицини до фінансів. Однак для цього потрібні величезні, енерговитратні охолоджувальні пристрої та складне зовнішнє обладнання. Ці перешкоди загальмували розвиток квантових комп'ютерів.
Проблема масштабування проста: що більше кубітів (квантових бітів) ви додаєте, то більше тепла ви генеруєте і то більше дротів вам потрібно. Зрештою у вас закінчується місце і охолоджувальна здатність.
Дослідники теоретично продемонстрували, що інтеграція крихітних квантових батарей безпосередньо в систему може вчетверо збільшити її кубітну ємність. Замість того щоб покладатися на мережу, батареї могли б скоротити споживання енергії та запропонувати компактне рішення для задоволення величезних потреб в енергії, які наразі гальмують квантове зростання.
"Квантові батареї маленькі та потужні. Ми близькі до вирішення проблем енергетики, охолодження та інфраструктури, що обмежують квантові комп'ютери", — пояснили дослідники. — "Це все одно, що дати комп'ютеру власний внутрішній паливний бак. Замість того щоб постійно заряджати його від електромережі, акумулятор заряджається під час роботи комп'ютера".
Раніше ми писали про те, що твердотільні батареї кращі за літій-іонні, але їх не ставлять у телефони. Твердотільні акумулятори мають значні переваги над літій-іонними, але значні проблеми заважають масово встановлювати їх у смартфони.