一秒充电，量子电池技术有发展前景吗？

量子电池，仅仅是名字就足够吸引人了，那么这到底是个什么样的技术呢？

量子电池的概念是7年前由英国、意大利等四国科学家首先提出的，文章发表在《新物理学》期刊上，理论上证明了由多个纠缠量子位构成的电池系统，可以产生“量子加速”的效应，其充电速度比传统电池快得多。

需要说明的是，跟我们平时所说的锂电池、铅酸电池的概念不同，量子电池可以由各种物质构成，比如离子、中性原子、光子或者有机高分子材料，只要这种材料能形成量子纠缠体系。在充电的时候，量子纠缠体系跃迁到高能级，放电的时候回到低能级，这就是量子电池最基本的原理。

量子电池的快充特性来自于量子纠缠体系里奇特的“量子加速”效应——体系里纠缠的量子位越多，充电速度越快。比如当体系里有10个纠缠量子位时，充电需要6分钟，如果纠缠量子位增加到60个，充同样的电量就只需要1分钟。所以对于量子电池来说，块头越大充电速度就越快。

实际上任何稳定可控的量子体系都可以视为量子电池，比如量子计算机。意大利热那亚大学的一位理论物学家达里奥·费拉罗（Dario Ferraro）甚至认为，IBM的量子计算机，可能作为量子电池更有前途，因为随着量子位的增加，量子计算机的出错率会呈指数上升，但作为电池，越多的量子位代表其充电性能越好。

这些年关于量子电池的研究并不多，最近米兰理工大学和意大利国家研究中心（CNR）与英国科学家合作，用有机染料分子制造了一种量子电池，可以利用激光进行充电，展示了这种技术的可行性。

当然这个实验原型的电容量是非常小的，体系内约含有100亿个分子，总电容量只相当于5号电池的十亿分之一。其实这也是量子电池技术最受诟病的地方，电容量可能比锂电池小几个数量级。另一个问题是环境造成的退相干，量子电池需要很好的隔离条件。

总体来说，量子电池目前还是非常前沿的研究，距离实际应用非常遥远。但对于科研来说，这是一种很好的探索。有时候，科研成果可能产生在意想不到的地方，比如澳大利亚阿德莱德大学的詹姆斯·奎克团队认为，量子电池技术可以增强太阳能电池的效率。

（最近奥地利的物理学家在两个悬浮的微米级玻璃球之间实现了量子纠缠）

另外我们也知道，量子纠缠并不只存在于微观领域，目前关于宏观量子纠缠的研究也有很大进展，科学家已经能在微米尺度上实现宏观量子纠缠。这些进展都为量子电池技术提供了发展潜力。