Transformando a sensibilidade ambiental de uma bateria quântica em uma vantagem

As baterias quânticas, dispositivos que armazenam energia explorando fenómenos da mecânica quântica, poderiam, em princípio, ser carregadas de forma mais rápida e eficiente do que as clássicas. Partículas de luz (fótons) que escapam da cavidade são continuamente detectadas por um “demônio de Maxwell”.

Surpreendentemente, esta informação pode ser usada para melhorar o desempenho da bateria, permitindo extrair mais energia útil do que no caso idealizado onde nenhum fóton escapa para o ambiente externo. Pesquisadores da Universidade de Insubria & INFN, Universidade de Gênova & CNR-SPIN e Universidade de Milão propuseram recentemente uma nova estratégia de design que poderia aumentar potencialmente a energia utilizável de baterias quânticas.

Quando uma bateria quântica é carregada, ela inevitavelmente fica entrelaçada com seu carregador através de conexões quânticas exclusivas conhecidas como correlações quânticas”, explicaram os autores. Embora estas correlações sejam essenciais para a transferência de energia, elas também criam uma desvantagem: parte da energia armazenada fica efetivamente “bloqueada” no sistema conjunto bateria-carregador e não pode ser totalmente extraída da própria bateria.

Os resultados de seus cálculos sugerem que o acoplamento de uma bateria quântica a um ambiente monitorado continuamente poderia reduzir significativamente as correlações quânticas indesejadas. No entanto, nossos resultados mostram que esse 'aprimoramento demoníaco' vai além de um demônio meramente coletando informações para otimizar o protocolo de extração de trabalho.

Ao destruir ativamente as correlações limitantes que descrevemos anteriormente, o processo de medição libera mais trabalho do que poderíamos extrair, mesmo em um cenário idealmente isolado. " Descubra o que há de mais recente em ciência, tecnologia e espaço com mais de 100. Este estudo propõe uma nova estratégia para projetar baterias quânticas que também poderia ser aplicada a outras tecnologias quânticas.

Qualquer implementação realista também deve levar em conta a energia requerida pelo detector e redefinir sua memória para que possa realizar novas medições.

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