概念验证量子电池

《New Atlas》by Michael Irving, January 16, 2022

量子电池的概念听起来有些矛盾，电池容量越大，充电速度越快。最近的研究，概念验证了以量子力学基础的超级吸收作为量子电池。

量子物理的古怪世界对我们而言有些现象是不可能的。比如说，分子可以变得非常缠绕而集体行为，导致了一系列量子效果，包括超级吸收，就是分子吸收光的能力。在发生超级吸收的时候，分子的各种态之间发生相长干涉而体现出量子集体效果。相长干涉可以在各种电磁波中发生，包括光、声、水波。在发生时，单独的波相加产生的效果大于独自的波。对于分子吸收光，相长干涉使得集合起来的分子吸收光的效率比分子独自吸收光的效率要高。

对于一个量子电池来说，这一现象有一个非常清楚的好处，就是能吸收能量的分子越多，这些分子集合起来吸收能量的效率就越高，就是我们所说的电池容量越大，充电速度越快。在发表在《Science Advances》的文章中，阿德莱德大学的团队将一层可以吸收光的荧光染料分子放在两面镜子之间的微槽里，结构称为布拉格反射镜，这种结构比普通的金属/玻璃镜面能反射更多的光。通过瞬态吸收光谱的记录，他们发现染料分子越多，吸收的时间越短，表现出了超级吸收效果。

该结果为实现量子电池提供了进一步的研究方向，使得制造出能应对再生能源的能量爆发而进行电动汽车快充或储能。