Des scientifiques des universités de l'Alberta et de Toronto ont développé un plan pour une nouvelle batterie quantique qui ne fuit pas.

"Une batterie quantique est un tout petit, batterie nanométrique destinée à être utilisée pour des applications à l'échelle nanométrique, " a expliqué le chimiste de l'U of A Gabriel Hanna, qui était le chercheur principal de l'étude.

Il a déclaré que la recherche fournit une démonstration théorique que la création d'une batterie quantique sans perte est possible, offrant un avantage par rapport aux batteries quantiques proposées précédemment.

« Les batteries que nous connaissons mieux, comme la batterie lithium-ion qui alimente votre smartphone, reposent sur des principes électrochimiques classiques, alors que les batteries quantiques reposent uniquement sur la mécanique quantique, " a noté Hanna.

Il a déclaré que les batteries pourraient devenir un élément important dans de nombreux appareils quantiques, capables d'alimenter des ordinateurs quantiques, par exemple, et en pratique, ils pourraient être construits en utilisant les technologies à semi-conducteurs actuelles.

Pour réaliser leur idée, l'équipe de recherche a considéré un modèle de réseau quantique ouvert avec une symétrie structurelle élevée comme plate-forme de stockage de l'énergie excitonique, énergie exploitée lorsqu'un électron absorbe un photon de lumière suffisamment énergétique. En utilisant ce modèle, ils ont montré qu'il est possible de stocker de l'énergie sans aucune perte, malgré son ouverture sur un environnement.

"La clé est de préparer ce réseau quantique dans ce qu'on appelle un état sombre, " expliqua Hanna. " Dans un état sombre, le réseau ne peut pas échanger d'énergie avec son environnement. En substance, le système devient immunisé contre toutes les influences environnementales. Cela signifie que la batterie est très résistante aux pertes d'énergie."

En utilisant ce modèle, les chercheurs ont également suggéré une méthode générale de décharge de l'énergie stockée de la batterie à la demande qui consiste à briser la symétrie structurelle du réseau de manière contrôlée.

Les recherches futures exploreront des moyens viables de charger et de décharger la batterie, ainsi que des moyens de l'étendre pour une utilisation dans des applications pratiques.

L'étude, "Batterie Quantum Excitonic sans perte, " a été publié dans le Journal de chimie physique C .