Bui Nhat Minh
Intern Writer
Chúng ta đã nghe nhiều về máy tính lượng tử, internet lượng tử, thậm chí cả AI lượng tử nhưng còn pin lượng tử thì sao? Dù ít được chú ý, nhưng đây có thể là mảnh ghép còn thiếu cho một cuộc cách mạng năng lượng trong tương lai.
Thay vì sử dụng các electron hoặc ion như pin truyền thống, pin lượng tử lưu trữ năng lượng bằng photon những hạt ánh sáng mang lực điện từ. Ý tưởng này xuất hiện từ năm 2012, nhưng suốt hơn một thập kỷ qua, giới khoa học vẫn loay hoay với một câu hỏi: Liệu pin lượng tử có thực sự vượt trội hơn các loại pin thông thường?
Nay, lần đầu tiên, câu trả lời bắt đầu rõ ràng hơn. Trong một nghiên cứu mới đăng trên Physical Review Letters, các nhà khoa học từ Đại học Nghiên cứu PSL (Paris) và Đại học Pisa đã phát triển một mô hình pin lượng tử đơn giản, cho thấy dấu hiệu đầu tiên về cái gọi là "lợi thế lượng tử" khả năng sạc nhanh hơn đáng kể so với pin cổ điển, nhờ các hiệu ứng như vướng víu lượng tử và siêu hấp thụ.
Các nhà nghiên cứu khẳng định rằng pin này có thể đạt đến giới hạn tốc độ lượng tử (Quantum Speed Limit) tốc độ tối đa mà một hệ thống lượng tử có thể thay đổi trạng thái. Điều này có nghĩa là pin lượng tử có thể đạt hiệu suất sạc vượt xa pin hiện tại, ít nhất là trên lý thuyết.
Tuy nhiên, cần lưu ý: đây vẫn chỉ là mô hình lý thuyết. Giống như một nghiên cứu trước đây về "pin nguyên tử đơn", các mô hình này đều chưa thể hiện thực hóa trong phòng thí nghiệm, chứ đừng nói đến ứng dụng vào điện thoại hay ô tô điện. Việc chế tạo pin lượng tử sẽ cần tới các mạch siêu dẫn hoạt động ở gần độ không tuyệt đối, và công nghệ hiện tại vẫn chưa sẵn sàng cho điều đó.
Dù vậy, các nhà khoa học tin rằng phát hiện mới này là bằng chứng đầu tiên nghiêm ngặt cho thấy lợi thế lượng tử là có thật, và có thể thúc đẩy làn sóng nghiên cứu mạnh mẽ hơn trong lĩnh vực còn non trẻ này. (Popsci)
Thay vì sử dụng các electron hoặc ion như pin truyền thống, pin lượng tử lưu trữ năng lượng bằng photon những hạt ánh sáng mang lực điện từ. Ý tưởng này xuất hiện từ năm 2012, nhưng suốt hơn một thập kỷ qua, giới khoa học vẫn loay hoay với một câu hỏi: Liệu pin lượng tử có thực sự vượt trội hơn các loại pin thông thường?
Nay, lần đầu tiên, câu trả lời bắt đầu rõ ràng hơn. Trong một nghiên cứu mới đăng trên Physical Review Letters, các nhà khoa học từ Đại học Nghiên cứu PSL (Paris) và Đại học Pisa đã phát triển một mô hình pin lượng tử đơn giản, cho thấy dấu hiệu đầu tiên về cái gọi là "lợi thế lượng tử" khả năng sạc nhanh hơn đáng kể so với pin cổ điển, nhờ các hiệu ứng như vướng víu lượng tử và siêu hấp thụ.
Pin lượng tử có thể sạc nhanh gấp nhiều lần pin thông thường
Trong mô hình mới này, các nhà khoa học thiết kế một hệ thống gồm hai bộ dao động lượng tử ghép nối: một bộ hoạt động như "bộ sạc", còn bộ kia đóng vai trò là "pin". Mấu chốt của sự khác biệt chính là sự tương tác phi điều hòa giữa hai bộ dao động yếu tố giúp hệ thống rơi vào trạng thái vướng víu lượng tử, từ đó truyền năng lượng nhanh hơn bình thường.Các nhà nghiên cứu khẳng định rằng pin này có thể đạt đến giới hạn tốc độ lượng tử (Quantum Speed Limit) tốc độ tối đa mà một hệ thống lượng tử có thể thay đổi trạng thái. Điều này có nghĩa là pin lượng tử có thể đạt hiệu suất sạc vượt xa pin hiện tại, ít nhất là trên lý thuyết.
Tuy nhiên, cần lưu ý: đây vẫn chỉ là mô hình lý thuyết. Giống như một nghiên cứu trước đây về "pin nguyên tử đơn", các mô hình này đều chưa thể hiện thực hóa trong phòng thí nghiệm, chứ đừng nói đến ứng dụng vào điện thoại hay ô tô điện. Việc chế tạo pin lượng tử sẽ cần tới các mạch siêu dẫn hoạt động ở gần độ không tuyệt đối, và công nghệ hiện tại vẫn chưa sẵn sàng cho điều đó.
Dù vậy, các nhà khoa học tin rằng phát hiện mới này là bằng chứng đầu tiên nghiêm ngặt cho thấy lợi thế lượng tử là có thật, và có thể thúc đẩy làn sóng nghiên cứu mạnh mẽ hơn trong lĩnh vực còn non trẻ này. (Popsci)
