По словам разработчиков, квантовая батарейка представляет собой наноразмерный аккумулятор, предназначенный для использования в приложениях наноразмерного масштаба. Новое исследование обеспечивает теоретическую демонстрацию того, что создание квантовой батареи, не теряющей заряда, возможно. Работа привычных нам аккумуляторов (например, литий-ионный аккумулятор) основана на классических электрохимических принципах, в то время как квантовые батареи полагаются исключительно на квантовую механику. Такие батарейки могут стать важным компонентом квантовых устройств.
Чтобы реализовать свою идею, исследовательская группа рассмотрела модель открытой квантовой сети с высокой структурной симметрией как платформу для хранения экситонной энергии. Эта энергия используется, когда электрон поглощает высокоэнергетический фотон света. Используя эту модель, можно хранить энергию без потерь, несмотря на то, что она открыта для окружающей среды. По словам разработчиков, главный принцип работы заключается в том, чтобы держать эту квантовую сеть в так называемом тёмном состоянии. Находясь в тёмном состоянии, сеть не может обмениваться энергией с окружающей средой, а это значит, что батарея очень устойчива к потери энергии. Исследователи также предложили общий метод разрядки накопленной энергии батареи, который включает в себя нарушение структурной симметрии сети контролируемым образом. В будущем учёные рассмотрят жизнеспособные способы зарядки и разрядки батареи, а также способы её практического использования.