Дослідники з австралійського наукового агентства CSIRO представили новий теоретичний підхід до харчування квантових комп’ютерів за допомогою спеціально розроблених батарей. Ця технологія має потенціал для суттєвого підвищення швидкості обробки даних, а також зменшення енергоспоживання.
Експерти вважають, що впровадження квантових батарей може усунути численні фізичні обмеження, що ускладнюють масштабування квантових комп’ютерів. Наприклад, системи на основі квантових батарей зможуть генерувати набагато менше тепла, вимагати менше проводки та розміщувати більшу кількість кубітів у одному фізичному просторі, що є важливим кроком для розробки ефективних квантових систем.
На відміну від звичних літій-іонних акумуляторів, квантові батареї не залежать від хімічних реакцій. Вони здатні зберігати енергію від світла, що дозволяє заряджати технологію простим впливом. У межах приладу ці батареї утворюють замкнене коло, постійно живлячи свої компоненти. Це з’єднання між батареєю та процесорами за допомогою заплутаності створює єдину квантову систему, в якій потужність та логіка функціонують разом.
Окрім енергоефективності, ця модель демонструє виняткову швидкість, відому як квантова надекстенсивність. Це явище порушує звичні правила розрахунків: система не сповільнюється в міру ускладнення, а навпаки – прискорюється. Тобто зростання кількості кубітів у архітектурі квантового комп’ютера веде до зростання швидкості його роботи.
Дослідження підтверджує теоретичну життєздатність даної концепції. Наступним етапом команди стане розробка робочої моделі для практичного освоєння квантових батарей.
Квантові комп’ютери обіцяють революційні зміни у багатьох сферах, включаючи медицину та фінанси. Проте для їхнього ефективного функціонування необхідні потужні охолоджувальні системи та складні зовнішні рішення, які нині стримують розвиток. Основна проблема полягає у тому, що чим більше кубітів додається, тим більше генерується тепла і тим більше потрібно проводки, що призводить до дефіциту простору й охолоджувальних можливостей.
Науковці теоретично довели, що впровадження компактних квантових батарей може збільшити кубітну ємність системи до чотирьох разів. Це зменшить енергетичні витрати та надасть компактне рішення для величезних енергетичних потреб, що нині стримують розвиток квантових технологій. Вчені порівнюють квантові батареї з внутрішніми паливними баками комп’ютерів, які заряджаються під час їх роботи, а не від електромережі.
Раніше обговорювалися переваги твердотільних батарей над літій-іонними, але їх масове впровадження у побутову електроніку наразі є проблематичним через певні технічні виклики.
