Şarj cihazı ve batarya aynı rezervuara bağlandığında bataryaya doğrudan bir enerji akışı olur.
Bir kuantum pili, tıpkı diğer piller gibi bir enerji depolama cihazıdır. Ancak bir kuantum pili, elektron akılarıyla şarj edilen elektrokimyasal eşdeğerlerinin aksine fotonlarla çalışır. Daha fazla hücre eklendikçe, kuantum tutarlılık ve dolanıklık gibi etkiler nedeniyle bir kuantum pil daha hızlı şarj olabilir.
Kanada’daki Calgary Üniversitesi’nden Shabir Barzanjeh ve meslektaşları şimdi bir kuantum pili şarj etmek için şarj sırasında enerji kaybını en aza indiren ve depolanan enerjiyi artıran bir strateji önerdiler.
Benzersizliğin anahtarı, optik ve mikrodalga bilgi işlemenin çok önemli bir bileşeni olan ve zıt yönlerde asimetrik ışık yayılımına izin veren karşılıksızlığın indüklenmesidir.
Zaman-ters simetrisini kıran herhangi bir kuantum sistemi, bir kuantum pil şarj cihazı oluşturmak için kullanılabilir. Barzanjeh’in tasarımında, bir mikrodalga rezonatör veya mekanik bir osilatör ile elde edilebilecek bir pil ve bir şarj cihazı birbirine bağlanmıştır.
Foton enerjisi harici bir pompa tarafından sağlanıyor ve batarya ile şarj cihazı arasında aktarılıyor. Çoğu kuantum pil tasarımının aksine, bu tasarımda pil ve şarj cihazı aynı anda ortak bir rezervuara bağlanıyor. Sonuç olarak, batarya ve şarj cihazı arasındaki uyumlu bağlantı, sistem içinde karşılıklı olmayan bir akışa neden olarak parazit benzeri bir etki yaratır.
Bu da bataryanın etrafındaki çevreyle olan dağıtıcı etkileşimleri azaltarak enerji aktarımının verimliliğini artırıyor.
Araştırmacılar, geleneksel şarj ile karşılaştırıldığında, bataryada depolanan enerji miktarının dört kat arttığını hesaplıyor. Kendi versiyonlarının, geçmişte önerilen veya kullanılan diğerlerinden daha büyük kapasiteli bir kuantum pille sonuçlanacağını iddia ediyorlar. Mimarileri, hem optik hem de mikrodalga fotonlarla çalıştığı için nanoelektronik, nanofotonik ve süper iletken kübitlerle uyumludur.
