打破傳統因果關系規則，量子電池提升充電效率
時間:2023-11-07 10:21來源:科技日報 作者:綜合報道
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日本東京大學科學家在最新一期《物理評論快報》雜志發表論文指出，量子電池是一種可以利用量子效應的儲能設備，其可以繞過傳統因果關系規則提升充電效率。
在量子世界里，原因并不總是先于結果出現。圖片來源：《新科學家》網站
研究人員解釋說，在經典世界中，因果關系只有一個方向：如果事件A導致了事件B，那么很顯然事件B不會導致事件A。但在量子尺度上，不可能判斷這種因果關系的走向，這種量子現象被稱為不定因果序。在這種狀態下，因果關系的兩個方向身處一種特殊的量子疊加態，其中兩者可以同時成立，也可以同時不成立。
研究團隊利用兩個為量子電池供電的充電器開展了實驗。他們計算了3種情況下電池將獲得多少能量以及充電效率。這3種情況分別為：充電器按順序為電池充電、同時為電池充電，以及由于前兩種情況疊加在一起，無法判斷哪個充電器在工作。
結果顯示，即使在充電器和電池之間的連接相對較弱的情況下，最后一種方法也能以最有效的方式為電池提供最大的能量。這意味著即使是次優充電器，充電過程也能很好地工作。
此外，團隊用量子光開展了原理驗證實驗，表明這種不定因果序可以用量子開關來實現。
中國香港大學朱利奧·奇里貝拉領導的團隊在2009年利用量子開關展示了不定因果序，他表示，這說明量子理論的基礎思想可以帶來實際應用。
西班牙光子科學研究所的瑪西耶·萊文施泰因則表示，盡管這項新研究很有趣，但仍需進一步開展相關實驗。目前對量子電池的大多數研究都是理論性的，因此設計可通過實驗測試的充電程序很重要。
(責任編輯：子蕊)
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量子電池
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