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科学家正在研究量子电池
（量子电池是利用量子关联和纠缠特性来实现高效率的能量存储及传递的设备，与经典电池可利用量子物理的原理提升容量及充电速度不同。量子电池的放电目标也必须是量子的，非常依赖电池及充电器量子初态的选择。）
纠缠将两个或更多的量子粒子扭曲在一起，用一个纠缠在一起的整体取代了它们各自的身份。
Credit：Wikipedia
研究表明，未来的量子电池将尝试打破因果律（Physical causality）来产生更多的电能。
传统电池通过将电能转化为化学能的方式来储存电能。但在一项新的原理验证实验中，研究人员证明了一种奇怪的量子关联和纠缠能使电池充电更快、效率更高。该研究报道在12月的《物理评论快报》杂志中。
物理学中的因果律，在微观的量子力学中不全然有效。“通常，如果事件A先发生并导致事件B，则该假设在发生顺序上不可逆，”联合第一作者、东京大学物理学家陈远波告诉记者“然而，理论物理学的最新进展表明，在某些框架中，‘A导致B’和‘B导致A’的场景可能同时成立。”
多世界理论下薛定谔猫
Credit：Wikipedia
量子叠加原理使粒子能够同时存在于许多不同的状态，直到它们被观察到并“选择”塌缩成一个状态为止。
量子系统中的物体，它的属性（例如动量、位置，或者在埃尔温·薛定谔假想的猫的著名例子中，无论它是否活着）都可以叠加的形式存在——每种可能状态的概率混乱，只有在被观察时会塌缩成一个确定的状态。
陈和他的同事想知道他们是否可以将其整合到量子电池中，这是一种理论上可以存储光子能量并且比传统电化学电池充电速度更快的设备。他们比较了三种充电方法：将两个充电器依次连接到电池、同时连接或叠加连接（包含顺序连接和同时连接，从而无法区分输入顺序）。
通过计算，量子叠加将使低功率、因果率混乱的充电器比传统的高功率充电器更有效。他们利用光子来印证计算：让光子穿过量子开关控制的两条路径（A，B），以此确保光子们处在不同的路径上。
量子纠缠艺术概念图
Credit：Space.com
然后，研究人员根据光子所处的路径，将它们以不同的顺序（A然后B或B然后A）偏振，通过对偏振结果的测量，发现单个光子的因果律已经混乱了。
经测试，研究人员表示，他们的下一个目标是制造一种可以充电的量子电池。然而，量子电池的第一个实验证据去年才发表，所以距离真正的上市还有相当长的一段时间，陈远波说。
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在不同量子态氢原子的电子概率密度。
Credit：Wikipedia
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快照生成时间：2024-01-05 13:45:05
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