Новости космоса и технологий. » Физика » Использование модели SYK для изучения процесса быстрой зарядки квантовых батарей

Использование модели SYK для изучения процесса быстрой зарядки квантовых батарей

Опубликовал: Admin, 8-01-2021, 23:24, Физика, 98, 0

Использование модели SYK для изучения процесса быстрой зарядки квантовых батарей

Модель Сачдева-Е-Китаева (SYK), точно решаемая модель, разработанная Субиром Сачдевым и Джинву Йе, недавно оказалась полезной для понимания характеристик различных типов материи. Поскольку он описывает квантовую материю без квазичастиц и одновременно является голографической версией квантовой черной дыры, он до сих пор был принят как физиками конденсированного состояния, так и физиками высоких энергий.

Исследователи из Пизанского университета и Итальянского технологического института (IIT) недавно использовали модель SYK для изучения протоколов зарядки квантовых батарей. Их статья, опубликованная в Письма о физическом осмотре , предлагает доказательства потенциала квантово-механических ресурсов для ускорения процесса зарядки аккумуляторов.

«Предыдущие теоретические исследования сформулировали идею, что запутывание можно использовать для значительного ускорения процесса зарядки квантовой батареи», - сообщили Phys.org по электронной почте Давиде Россини и Джан Марчелло Андолина, двое из исследователей, которые проводили исследование. . «Однако до сих пор не было конкретной твердотельной модели с такой быстрой зарядкой».

Россини, Андолина и их коллеги поняли, что модель SYK является хорошим кандидатом для изучения процесса быстрой зарядки квантовых батарей, поскольку она, как известно, генерирует сильно запутанную динамику. Многотельная динамика модели в реальном времени в конечном итоге достаточно сложна, чтобы превзойти стандартные аналитические подходы.

«Для наших целей мы сочли удобным использовать численную обработку, основанную на точной диагонализации огромных матриц», - пояснили Россини и Андолина. «Таким образом, мы выполнили обширное численное моделирование, требующее до 100 Гб памяти и около двух недель вычислительного времени, на высокопроизводительном вычислительном кластере для научных целей».

Модель, использованная исследователями, является первой, четко определяющей квантовое преимущество в скорости зарядки квантовых батарей. Хотя этот модель особенно сложно использовать в лабораторных условиях, недавняя работа Россини, Андолина и их коллег стала первым и важным шагом на пути к сбору экспериментальных доказательств этого квантового преимущества.

«Аккумулятор - это довольно сложная машина, которую хотелось бы быстро зарядить, которая должна сохранять энергию в течение длительного времени и, наконец, обеспечивать полезную работу», - сказали Россини и Андолина. «Хотя мы доказали, что квантово-механические ресурсы могут ускорить процесс зарядки, до сих пор неясно, можно ли их использовать для улучшения других задач такой гипотетической квантовой батареи, поэтому исследование квантовых батарей все еще находится в зачаточном состоянии».

Недавнее исследованиеАвтор Россини, Андолина и их коллеги предлагают убедительные численные доказательства, намекающие на преимущество применения квантово-механических сил в батареях, что обеспечивается лежащей в основе сильно запутанной квантовой динамикой. В будущем это может проложить путь к разработке большего количества батарей, которые можно будет заряжать быстрее.

«Интересным возможным дополнением к нашей работе было бы применение тех же концепций к тепловым двигателям», - сказал Россини. «Начиная с 18 века,[has been]Известно, что эффективность теплового двигателя не может превышать универсальное значение, известное как граница Карно. Следовательно, ясно, что квантово-механические ресурсы не могут быть использованы для повышения эффективности. Однако универсальной границы не существует. относительно мощности, и мы планируем изучить тепловой двигатель на основе SYK, чтобы продолжить изучение этой проблемы ».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии