Quantenakku Einstecken, ausstecken – fertig geladen

Auch im Zeitalter von Schnelllade-Akkus dauert der Vorgang oft immer noch viel zu lang. Forscher arbeiten an einer Batterie, die die Ladedauer dank Quantenverschränkung erheblich minimieren könnte.

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Noch ist die Quantenbatterie nur ein theoretisches Modell. Aber Physiker arbeiten an der Umsetzung und haben eine Arbeit im New Journal of Physics veröffentlicht. Bedarf gäbe es genug, denn selbst die schnellsten Ladetechniken wie Quick Charge 2.0 (Qualcomm) oder VOOC (Oppo) sind von mobilen Geräten mit immer steigender Performance überfordert.

Quantenbits (Qubits) kennt man bereits aus der Quantenrechner-Forschung. Anders als digitale Bits, die zwei Zustände annehmen können, können Qubits in einem der zwei Zustände oder in beiden Zuständen zur selben Zeit sein. Qubits können dabei aus verschiedenen Partikeln, etwa Photonen, Ionen oder neutralen Atomen bestehen.

In der Quantenbatterie werden sie als arbeitende Qubits oder Wits (working qubits) bezeichnet, weil sie Energie speichern und später wieder abgeben können. Jedes Wit hat einen energiereichen und -armen Zustand. Durch Anlegen von Strom lassen sie sich vom energiearmen in den energiereichen Zustand bringen.

Um die Ladezeit drastisch zu verkürzen, müssen die Wits zumindest theoretisch verschränkt werden. Bei der Quantenverschränkung teilen sich zwei Partikel den selben Zustand, selbst wenn sie sich nicht am selben Ort befinden. Im Fall der Batterie wäre das der energiereiche Zustand.

Die Forscher geben an, dass sich eine Batterie damit praktisch global laden lässt. Tatsächlich hängt die Ladedauer proportional an der Anzahl der Wits. Wenn die Batterie mit einem Wit eine Stunde lädt, dann benötigt sie mit 10 Wits nur 6 Minuten.

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