Квантовые компьютеры создают вечные аккумуляторы для смартфонов

Читать статью на: RU UK EN

Объединение квантовых компьютеров и физики новых материалов приводит к настоящей технологической революции. Физики по всему миру научились создавать супер-материалы, которые раньше существовали только в теории. Разработка невероятно тонких сверхпроводников (материалов, которые проводят ток вообще без потерь и нагрева) решает главную проблему квантовой техники — создание стабильных «кубитов». Это наименьшие ячейки памяти квантового компьютера, аналоги обычных битов, но способные выполнять миллионы операций одновременно. Как сообщает научный портал MIT News, ученые создали ультратонкие сверхпроводники, которые не разрушаются на воздухе, что позволит производить квантовые микросхемы прямо на обычных заводах.

Почему квантовые компьютеры раньше постоянно ошибались

Обычный компьютер работает с нулями и единицами, а квантовый — с кубитами, которые благодаря законам физики могут быть нулем и единицей одновременно. Это состояние называется «суперпозицией». Но кубиты очень капризны: любое колебание температуры, шум или банальная пылинка заставляют их «сбиваться» и ошибаться. Новые двумерные кристаллы толщиной буквально в один атом создают вокруг кубитов идеальную защиту. Это всё равно что поместить хрупкую стеклянную вазу в надежный бронированный футляр.

Атомарные сетки и материалы будущего

Ученые научились использовать графен (углеродную сетку толщиной в один атом) и особые нанотрубки. Они проводят ток идеально и практически не нагреваются. В сочетании с другими сверхтонкими металлами они позволяют создавать прочные микросхемы, которые больше не требуют огромных морозильных установок размером с комнату. Это делает квантовые устройства более компактными и простыми в производстве.

Как это изменит наши смартфоны и аккумуляторы

Союз квантовых технологий и физики материалов приносит пользу в двух направлениях. Во-первых, новые материалы помогают создавать супер-быстрые накопители энергии. Согласно публикации на ScienceDaily, физики открыли эффекты, которые позволяют превращать обычную вибрацию смартфона или тепло от ваших рук напрямую в электрический заряд.

Во-вторых, сами квантовые компьютеры помогают с высокой точностью моделировать химию внутри батарей. Они «просчитывают» идеальный состав аккумуляторов за секунды, на что у обычных лабораторий ушли бы десятилетия. Это ускоряет появление твердотельных и натриевых аккумуляторов, которые будут заряжаться за считанные минуты и служить годами без потери емкости.

Что нас ждет в ближайшем будущем

Благодаря созданию стабильных квантовых материалов суперкомпьютеры перестают быть сложными лабораторными монстрами. В ближайшие годы они помогут создать не только аккумуляторы для смартфонов и электромобилей, но и новые лекарства, а также экологически чистые энергосети.