日本科學家最近研究新量子電池，能克服能量損失問題。日本 RIKEN 量子計算中心（日本理化學研究所）和中國華中科技大學展示如何設計「拓樸量子電池」高效能裝置，利用光子波導拓樸特性和二能級原子量子行為儲存和傳輸能量。
環境可持續性成為全球日益迫切議題，研究員也在尋找新方法開發下代能源儲存技術。量子電池為微型理論裝置，利用量子現象如疊加、糾纏和相干性儲存能量，可能會重新定義能量的儲存和傳輸方式。理論上能比傳統電池更快充電、更高容量和更高使用能量效率。
儘管量子電池概念出現多年，但實際應用仍面臨挑戰。因現實特別容易受能量損失和去相干影響，導致量子系統失去重要特性，如糾纏和疊加，故降低性能。團隊分析和數值建模，利用拓樸性質解決問題，顯示量子電池能實現長距離能量傳輸和損耗免疫。
結果顯示，光子波導的拓樸特性使能量傳輸幾乎完美，當充電源和電池位於同位置，系統損耗免疫性僅限單一子晶格。研究員還發現，當損耗超過臨界值時，充電功率會經歷短暫但明顯提升，顛覆長期認為能量損失總是有害的假設。
第一作者陸志光表示：「我們從拓樸角度提供新見解，並為實現高性能微型能源儲存裝置找到線索。希望克服量子電池長距離能量傳輸和損耗性能限制，加速量子電池從理論到實際應用過渡。」
團隊將繼續努力縮小理論研究與實際應用差距，推動大眾期待已久的量子時代降臨。此研究可視為拓樸物理在量子能源儲存首次系統性應用，充滿革命性。
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（首圖來源：理化學研究所）
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