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高速バッテリー充電のための量子効果

01.06.2017

科学者の国際チームが理論的研究を行い、その結果、ナノサイズの充電式バッテリーで構成されるマトリックスは、そのようなバッテリーを個別に充電するよりもはるかに速く充電できることが示されました。この現象は、比較的新しい分野である量子熱力学の基礎を形成する、いわゆる集団量子相互作用の結果です。この分野では、エネルギーや仕事などの基本的な量を決定する従来の物理法則に、量子効果がどのように影響するかについての研究を扱います。

量子力学の現象の実用化に関連する研究の大部分は、開発された量子計算システムの深部での量子情報の転送とその処理を目的としています。そして、他の分野、特に熱力学で量子効果を使用することの利点を実証する研究は、孤立したケースでのみ行われます。量子エンタングルメントの現象が、一種の「量子電池」である単一のナノスケールデバイスから引き出されたエネルギーを使用して、より多くの作業を行うことができることが最近になって明らかになりました.

新しい研究では、科学者は、量子現象がエネルギーのより効率的な使用を可能にするだけでなく、前述の量子電池の容量を増やし、充電時間を短縮できることを示しました. さらに、このプロセスは量子もつれの存在を必要としませんが、これには量子もつれを作成するために必要な多くの条件が必要です。

オーストラリアのモナッシュ大学の研究者らは、「この現象に量子エンタングルメントが関与することなく、XNUMXつまたは大きな物体間の量子相互作用を組織化することが非常に可能であることを実証しました。これらはすべて物体であり、この場合は量子ナノサイズのバッテリーです。 "

相互作用によってもたらされる量子的利点にも限界があり、量子効果によりバッテリーを充電するための最小可能時間を決定します。主な制限要因は、量子プロセスの最大速度である量子速度の要因であり、量子熱力学プロセスの限界と将来の量子コンピューターの速度の両方を決定します。

「量子ビットは、イオンまたは原子である量子コンピューターの量子ビットであり、私たちの研究を適用できる小さな量子電池と考えることができます」と研究者は書いています。 .これは、容量が匹敵する小さなバッテリーから大きなバッテリー、大量の作業を実行できるナノマシンなどに至るまで、あらゆる範囲の素晴らしい技術につながる可能性があります。

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

新しい低コストプロセッサは、1000 倍高速のビデオを提供します 17.08.2013

Wei Lu 教授が率いる米国ミシガン大学の研究者グループは、ビデオデータを処理するように設計されたチップの開発を開始しました。 Phys.org によると、科学者の目標は、プロセッサが現在のソリューションよりも 10 倍速くビデオを処理できるようにし、電力消費を XNUMX 分の XNUMX にすることです。

Lou 氏によると、今日、世界には非常に多くのビデオ監視システムが存在するため、既存のコンピューティングシステムでは、生成されるビデオデータの量に対応できなくなるポイントがすぐに現れるでしょう。「これができるシステムを作る予定だ」と科学者は語った。

アメリカの科学者が開発を始めたこのチップは、「自己組織化適応ニューラルネットワークを備えたプロセッサ」として特徴付けられています。このネットワークは、標準的なトランジスタと、メモリスタと呼ばれる新しい要素で構成されます。メモリスタは、抵抗値が以前に要素を通過した電流の量に依存するメモリ抵抗です。新しいチップは、多数の信号を並行して自己学習および処理できるようになると、科学者は述べています。

現在行われているように、画像をピクセルごとに処理する代わりに、ニューラルネットワークは画像全体を「見て」、論理的推論によって画像内の非体系的な構造を識別します。

「このアイデアは、ビデオ情報のほとんどがノイズであるという前提に基づいています。このすべてのノイズを処理して送信する代わりに、適応型ニューラルネットワークが重要な情報を分離し、小さな情報に基づいて画像を再構築することができます。データの一部。」

作業は XNUMX 段階で行われます。最初の段階では、科学者は従来の接続に加えてメモリスタをメモリとして使用して、チップに自己学習メカニズムを装備することを計画しています。第XNUMX段階では、従来の電気回路の接合部をメモリスタに置き換える、つまりそれらからシナプスを作成し、生物の脳の類似物を作成することが計画されています。

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