量子电池将“秒充”电动汽车

参考消息网4月12日报道据西班牙《公众》日报网站4月6日报道，量子电池有望让电动汽车在几秒钟内完成充电。

无论是光伏、风能还是核聚变，人类文明迟早转向可再生能源。考虑到人类不断增长的能源需求和化石燃料的有限性，这是不可避免的结果。大多数为开发替代能源而进行的研究和研发计划都使用电力作为主要能源载体。当前行业最显著的变化是电动汽车的发展，这是近年来增长最快的市场之一。 电动汽车依靠电池供电。长期以来，电池的能量密度比碳氢化合物低得多，导致电池续航时间非常短。电动汽车的电池存储技术是必须解决的主要技术瓶颈之一。 尽管电池技术有了巨大的改进，今天，电动汽车的消费者面临另一个难题——电池充电速度慢。

目前，汽车需要约10个小时才能完全充电，即使是充电站的超级充电器也需要长达20至40分钟才能为车辆完全充电，时间比加油要长得多。 报道称，为了解决这个问题，科学家们向神秘的量子物理学领域寻找答案，并发现这些技术有望带来速度更快的电池充电新机制。科学家在2012年发表的一篇开创性论文中首次提出这种“量子电池”概念。理论上，量子资源，如纠缠，可以通过以集体方式同时对电池组内的所有电池充电来大大加快充电过程。 现代高容量电池组可以包含许多电池。然而，这种集体充电在传统电池中是不可能的，因为传统电池是彼此独立地平行充电的。这种集体充电相对于平行充电的优势可以通过“量子充电优势”的比率来衡量。 大约在2017年，人们发现，可能有两种方法可以利用这种量子优势，即“全局操作”和“完全耦合”。“全局操作”指，所有单元格同时与其他每个单元格对话（即“所有人都坐在一张桌子上”）。“完全耦合”指，每个单元格只能与旁边的一个单元格对话（即“有许多次讨论，但每次讨论只有两个参与者”）。

最近，韩国基础科学研究所复杂系统理论物理中心的科学家们进一步探索了这些可能性，他们的发现被发表在《物理评论快报》杂志上。 报道称，研究论文表明，“完全耦合”在量子电池中是无关紧要的，并且通过“全局操作”实现了量子充电的优势。工作组进一步确定了这种优势的确切来源，同时排除了其他可能性，甚至提供了设计这种电池的明确方法。 此外，该小组能够准确量化使用该方案可以实现的充电速度。

研究表明，采用“全局操作”的量子电池可以实现充电速率的倍数提升。 为了说明这一点，科学家拿典型的电动汽车为例，其电池包含约200个单元。采用这种量子充电技术，将使充电速度快200倍，这意味着，在家中充电的时间将从10小时缩短到约3分钟。在高速充电站，充电时间将从30分钟缩短到仅仅几秒钟。