量子电池比传统电池充电更快权衡

最近，来自英国、意大利等四国的物理学家在英国物理学会(IOP)刊物《新物理学》杂志上发表论文，提出了量子电池的概念，并理论证明了多量子比特相互纠缠而产生的量子加速能为充电提供捷径，所以用量子电池充电比传统电池更快。

量子电池可以有多种物理形式，如离子、中性原子、光子等。量子比特能同时处于两种状态，在量子电池中，这两种状态代表不同能级，充电表示将量子比特由低能态变成高能态，而放电是逆向过程。这些特殊的量子比特称为工作量子比特，因为它们可以在储电后用于以后的工作。

同比增长15.5% 从本质上说，实验室中任何可控的、有稳定特征能态的量子系统都可以看作是一种电池。量子系统与传统电池的重要区别是，量子比特之间的联系非常密切，整个量子比特阵列可作为一个量子态。

研究人员证明：在充电过程中，与没有纠缠的量子相比，纠缠量子在低能态和高能态之间通过的距离更短，而且量子比特越多，纠缠越强，充电过程也就越快，充电使用时间与量子比特数量成反比。因此，假如1个工作比特充电要1小时，6个工作比特就只需10分钟。但实际上，典型量子系统不可能保持量子态这么长时间，它会与周围环境相互作用而退相干。

除了退相干以外，量子电池用于现实的另一个障碍是，相对于、电动车等设备的用电需求来说，它们能存储的电量太小了。

论文合著者、意大利阿卜杜斯萨拉姆国际理论物理中心物理学家约翰古尔德说：量子系统的储电量比日常用电设备要小好几个数量级。我们只是从理论上证明了在给一个系统输入能量时，量子物理能带来加速。

此外，还有一个大问题在于：除了发热(无序能量)以外，量子电池能否做功(定向能量)。研究人员打算进一步研究热力学过程中的量子效应，以更好地理解量子电池的潜在应用。