البطاريات الكمومية تشحن بانفجارات في حلقة زمنية سريع
في البطاريات الكمومية، يمكن تسريع الشحن إذا أُعيد ترتيب خطواته في الزمن مثل قطع الأحجية. فبدلاً من النمو المنتظم للطاقة، تحدث انفجارات حادة في الكفاءة، مثل مستعرات عظمى مجهرية داخل الذرات. وتتكرر هذه الدفقات بدقة النجوم النابضة الكونية، لكن بمعدل أسرع بمليارات المرات.
أظهرت التجارب على المعالجات الكمومية من IonQ وQuantinuum وIBM أنه كلما زاد عدد أجهزة الشحن الموصلة في حلقة، طالت فترات الذروة. ومن المفاجئ أن الفوضى الحرارية (الإنتروبيا)، التي تقتل الشحن في البطاريات التقليدية، تساعد هنا في تخزين الطاقة. وهذا يمهد الطريق لبطاريات فائقة السرعة للأجهزة النانوية - مثل الغرسات الطبية التي تعمل بومضة واحدة.
الملخص الأصلي
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2603.22761
Enhancement of quantum battery performance is a popular subject in quantum thermodynamics. An interesting phenomenon is the quick charging effect [Phys. Rev. Res. 6, 023136 (2024)], which has been explored by utilizing a quantum interferometric technique known as superposition of trajectories. A similar technique used to boost quantum battery performance is indefinite causal order. Here, we propose a new charging protocol that utilizes cyclic indefinite causal order, whereby $$N$$ charging sequences are superposed when utilizing $$N$$ chargers. We observe charging efficiency bursts when implementing our cyclic indefinite charging protocol. The duration of these bursts increase with $$N$$. Additionally, we present a circuit model to implement our charging protocol for the two-charger scenario and perform proof-of-concept demonstrations on IonQ, Quantinuum and IBMQ quantum processors. The results validate the existence of charging efficiency bursts as shown by our theoretical analysis and numerical simulations.
الحركة الحرارية للجسيمات - أو الإنتروبيا - عادةً ما تجعل البطاريات تفقد طاقتها. وهنا، تصبح هذه الفوضى حليفًا يُسرّع الشحن.