可实现快速充电的量子电池

据国外媒体报道，当前的充电技术还无法实现持久的续航力，以智能手机为例，充一次电需要数个小时，经过一天使用后，手机就需要再次充电。为了让充电更加便捷、快速，一种新型充电技术已经开始研发，这就是量子电池。量子充电技术利用了多个量子比特之间的纠缠特性，理论上可以实现更快的充电。纠缠态处于不带电荷和带电荷的状态中，能够满足用电器快速充电的要求。

英国牛津大学的物理学家费利克斯·宾德近日在新物理学杂志上发布了这篇论文，解读了当前量子电池的研发进展。费利克斯·宾德认为我们一直对这个问题有着非常浓厚的兴趣，利用量子物理进行热力学的研究借鉴了量子纠缠发生过程短的特点，我们将量子比特制作成量子电池，可以是离子、中性原子以及光子等形式。一个量子电池所处的两种叠加态代表了不同的能级，充电过程可让电池装置从低能级向高能级状态移动，放电则相反。

在量子信息中，一个量子比特可以用布洛赫球面来表示，科学家可以从中获得量子电池的最大平均功率。当量子电池进行充电时，其决定了充电时间的长短，该原理也可以用于描述量子电池的工作原理。与传统电池所不同的是，量子电池的充电速度由量子位决定，量子位越多，充电速度越快。从宏观上看，一个量子位的充电时间为一个小时，那么六个联合工作时就只要10分钟，这一技术如果用于手机充电，可大大缩短充电时间。

不过，目前量子电池仍然处于潜在应用阶段，研究人员还需要对其进行更深入的热力学过程研究，量子效应还需要进一步测试。目前最大的问题是，量子电池的工作并非无序的能量释放，如何保证其正常工作仍然是个难题。