郑昀 26-03-24 17:05
微博认证:云纵世纪(天津)数字科技有限公司CTO

【#世界首创量子电池越大充电越快#,足够大时真的是瞬间充满电】可以理解为普通电池是“100个人排队领饭”,量子电池是“100个人组成一个巨人,一起吃一口”,所以后者“越大充电越快”。这是因为量子系统存在一个特殊现象:协同态。在协同态下,系统能力 > 单元能力之和,所以出现了“规模越大反而越快”的现象。

量子电池的概念自2013年便以理论形式被提出,而2022年的工作首次通过实验部分验证了加速充电特性。但需要注意:2022年的原型有一个关键缺陷。第一代原型没有办法将储存的能量提取出来——即没有放电功能。最新研究在2022年工作的基础上,增加了将储存能量转换为电流的额外层结构,实现了完整的充电-储能-放电循环。

现在主要问题是量子态非常脆弱,所以储能时间目前只有纳秒级,有可能能量还没来得及被使用,“巨人”就已经散成100个普通人了。而且能量密度也很小(约数十亿电子伏特),目前的原型是用有机染料分子作为储能单元,单分子能捕获的光子能量极为有限,这点时间储的能连 LED 都点不亮。不过,2025年7月,研究人员已将量子电池的储能寿命延长了1000倍,从纳秒级提升到微秒级。

量子超吸收为什么如此反直觉?
传统物理学的直觉来自经典独立性——100块独立电池,就是100个互不相干的系统,充电时间只能并行、不能加速。
量子力学打破了这个前提。集体量子效应源于量子叠加与量子纠缠的奇特规则——在适当条件下,储能单元不再是独立组件,而是作为一个整体协同运作,仿佛每个单元都“知道”其他单元的存在,并因此充电更快。
这类似于合唱团的共鸣:单独一人唱歌的音量不等于100人各自音量之和——集体行为产生了经典逻辑无法预测的涌现效应。

发布于 北京