2025-11-22
【智车派新闻】与从传统燃料燃烧中获取能量的传统汽车不同，电动汽车依靠电池作为其能量的存储介质。在很长一段时间里，电池的能量密度远低于碳氢化合物，这导致早期电动汽车行驶里程很低。但随着电池技术的逐步改进，这一障碍已被突破。
然而，电动汽车面临着另一个困难——电池充电速度慢。目前，汽车需要大约10个小时才能完全充电，即使是充电站的超级充电器也需要长达20-40分钟才能为车辆完全充电。这给客户带来了额外的成本和不便。
为了解决这个问题，科学家们在量子物理学中寻找答案。研究发现，量子技术可能会带来以更快速度给电池充电的新机制。这种“量子电池”的概念在2012年由Alicki和Fannes发表的一篇开创性论文中首次提出。理论上，量子纠缠，可以通过集体的方式同时给电池组内的所有电池充电，从而大大加快电池的充电过程。
根据之前的研究，量子技术可以加快电池充电的速度。其充电优势可能是由2方面因素带来的，“全局操作”：电池可以与其他电池发生电连接，以及“全耦合”：每个电池只能与另一个电池发生电连接，而不能同时与2个或多个电池进行。但此前科学家还不清楚这2个因素是否都是必要的。
量子电池快充示意图（图片来自于互联网）
最近，来自韩国基础科学研究所复杂系统理论物理中心的科学家们进一步探讨了这些问题。一项发表于《物理评论快报》的研究指出，在量子电池中，“全耦合”是不相关因素，而“全局操作”是其唯一的充电优势来源。
研究人员发现采取“全局操作”的量子充电方案后，充电速度与电池数量之间呈二次函数关系，而不再是传统充电方式下的线性关系。因此，对于一款内置约200组电池的经典电动汽车，新的量子充电方式有望使充电速度提高约200倍，充电效率可从10小时缩短至3分钟左右。在高速充电站，充电时间将从30分钟缩短到短短几秒。
当然，量子技术仍处于起步阶段，要实现这些方法的实际应用还有很长的路要走。然而，诸如此类的研究发现创造了一个有前途的方向，并可以激励资助机构和企业进一步投资于这些技术。科学家们相信，如果量子电池得以应用，它将彻底改变我们使用能源的方式，使我们离可持续发展的未来更近一步。
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