Квантові комп'ютери створюють вічні акумулятори для смартфонів

Читати статтю на: UK RU EN

Поєднання квантових обчислень та фізики нових матеріалів приводить до справжньої технологічної революції. Фізики з усього світу навчилися створювати суперматеріали, які раніше існували лише в теорії. Розробка неймовірно тонких надпровідників (матеріалів, які проводять струм взагалі без втрат і нагрівання) вирішує головну проблему квантової техніки — створення стабільних «кубітів». Це найменші комірки пам'яті квантового комп'ютера, аналоги звичайних бітів, але здатні виконувати мільйони операцій одночасно. Як повідомляє науковий портал MIT News, науковці створили ультратонкі надпровідники, які не руйнуються на повітрі, що дасть змогу виготовляти квантові мікросхеми безпосередньо на звичайних заводах.

Чому квантові комп'ютери раніше постійно помилялися

Звичайний комп'ютер працює з нулями та одиницями, а квантовий — з кубітами, які завдяки законам фізики можуть бути нулем і одиницею одночасно. Цей стан називається «суперпозицією». Проте кубіти дуже вибагливі: будь-яке коливання температури, шум або банальна порошинка змушують їх «збиватися» та помилятися. Нові двовимірні кристали завтовшки буквально в один атом створюють навколо кубітів ідеальний захист. Це все одно що помістити тендітну скляну вазу в надійний броньований футляр.

Атомарні сітки та матеріали майбутнього

Науковці навчилися використовувати графен (вуглецеву сітку завтовшки в один атом) та особливі нанотрубки. Вони проводять струм ідеально та практично не нагріваються. У поєднанні з іншими надтонкими металами вони дають змогу створювати міцні мікросхеми, які більше не потребують величезних морозильних установок розміром із кімнату. Це робить квантові пристрої компактнішими та простішими у виробництві.

Як це змінить наші смартфони та акумулятори

Союз квантових технологій і фізики матеріалів дає користь у двох напрямах. По-перше, нові матеріали допомагають створювати супершвидкі накопичувачі енергії. Згідно з публікацією на ScienceDaily, фізики відкрили ефекти, які дають змогу перетворювати звичайну вібрацію смартфона або тепло від ваших рук безпосередньо в електричний заряд.

По-друге, самі квантові комп'ютери допомагають із високою точністю моделювати хімічні процеси всередині батарей. Вони «прораховують» ідеальний склад акумуляторів за лічені секунди, на що у звичайних лабораторій пішли б десятиліття. Це прискорює появу твердотільних та натрієвих акумуляторів, які заряджатимуться за кілька хвилин і слугуватимуть роками без втрати ємності.

Що чекає на нас у найближчому майбутньому

Завдяки створенню стабільних квантових матеріалів суперкомп'ютери перестають бути складними лабораторними монстрами. У найближчі роки вони допоможуть створити не лише акумулятори для смартфонів та електромобілів, а й нові ліки, а також екологічно чисті енергомережі.