量子电池如何充电？打破因果关系带来新革命

“杯子落地摔碎，因此在掉落前不会裂”，这种现实的因果关系，在量子世界可能不一定通用，日本科学家现在透过“无限因果顺序（ indefinite causal order ，ICO）”的量子效应，为量子电池充电。

量子力学是描述微观物质（原子、次原子粒子）行为的物理学理论，研究作者之一 Yuanbo Chen 表示，目前常见的锂离子电池，是用锂等化学物质来储存电荷，量子电池则使用原子阵列等微观粒子。量子电池也可以说是由悖论提供动力，其工作原理是在原子和分子的量子态中储存能量。

东京大学研究发现，量子电池能透过违反因果关系来运作。团队指出，玻璃杯掉落（事件 A）会导致杯子破碎（事件 B），我们无法颠倒这俩事件的因果关系，但在量子物理学的幽灵领域（spooky realm），这并不适用，且可以将这一悖论融入量子电池中，提高电池效率。

东京大学科学家使用雷射、透镜和镜子为大型量子电池进行实验室实验。为这些电池充电通常需要多个充电步骤，但团队利用无限因果顺序量子效应（ICO）。将系统带入量子叠加态，因果顺序可以同时存在于两个方向，允许多个充电步骤同时一起工作，而不是一一照顺序。

Chen 表示，藉由 ICO 效应，我们证明量子粒子电池充电的方式，会大大地影响性能，团队发现系统中储存的能量和热效率都显着增加。且有点违背直觉的是，我们发现，与其使用相对较高功率充电器，较低功率充电器可以提供更高的能量和效率。

就如同大众对量子电脑的期待，团队相信量子电池有一天可能会成为现实。但目前进展只到实验室阶段，科学家还在慢慢测试量子电池的不同面向，最终目标是弄清楚如何将各个部分组合成一个可以运作的设备。