Q-bitのヒミツ

実はQ-bitは量子力学の技術を利用した応用製品なんです！

ロスを減らし、電力効率を上げることで、使用電力の削減・電気代の削減に貢献します。

配電盤や分電盤に取り付けることで、その先に流れる電気の効率を上げます。

そもそも量子力学ってナニ？

とにかく小さい世界

様々な解釈がありますが、一言で言えば量子は「日常生活で学んできた常識が通じなくなるほどの小さな粒・波」です。

テニスボールなど人間の手にとれるサイズにある物体がどのように転がったり飛ばされるかは、常識で理解できます。

しかし量子レベルの小さな粒・波は、何もない空間から突然現れては消えたり、1つの量子が2つの穴を同時に通過したりと、日常の常識や従来の物理学からは外れた振る舞いをはじめます。

既に世界で満ち溢れている

文部科学省のHPにもあるように、

「先進国のGDPの35％は量子力学にもとづく技術を利用して生みだされている」とか。

もはや量子力学なしには、現代人の生活は成り立たないといっていいほどです。

意外と身近な存在？

電子機器では、「トランジスタ」と呼ばれる電気信号のON／OFFの切り替えを担う部品を集積した回路を用いて情報処理を行っています。量子力学によって、トランジスタの中を流れる電子の動きが解明されたことで、パソコンやスマートフォンなどの電子機器が実現されました。また、半導体は量子力学の理論に基づいて作られていて、DVD、レーザー、デジカメ、スマホなども量子力学の理論なしには存在しえません。

これからの量子力学

あのアインシュタインが研究を諦め、否定したとされる「量子もつれ」の証明をした功績で、2022年に3名の研究者がノーベル物理学賞を受賞しました。

近年ものすごい勢いで研究が進んでいて、リニア新幹線に使われる「超伝導モーター」や「量子コンピュータ」など、今後も「量子力学」にもとづく先端技術は次々と生まれ、暮らしの中に入ってくることでしょう。

与える以上の電力を逆に得れる？

「量子を応用すると電力効率が良くなり、さらにそれだけではなく、

与える以上の電力を逆に機械から得れる場合がある。」

東京大学

2023年、東京大学の研究チームが、｢不確定因果順序（ICO）｣という新たな構造を使った量子電池の充電の仕組みを提案しました。Physical Review Lettersに掲載された論文では、彼らの手法により、従来の量子電池の充電手法よりさらに効率を高められると言っています。

エネルギーは4倍に

ポーランドのグダニスク大学とカナダのカルガリー大学の共同研究チームが、電池に保存されたエネルギーの量を最大化しつつ、充電過程で放電するエネルギー量を最小化する量子電池充電システムを提案しました。このチームの設計では、量子電池とその充電装置を同じ貯蔵部にひもづけることで抵抗のようなパターンを生み出し、それによってエネルギーの移動効率を改善していました。この手法により、電池に保存できるエネルギーは4倍になると推定されています。

失う＜得る

ドイツのポツダム大学（UP）で行われた研究により、量子電池とそれを使う機械の両方で量子状態を共有すると、電池が失うよりも多くのエネルギーを機械が得られる可能性が示されました。

数学的手法やシミュレーションを用いて確かめると、驚いたことに電池と機械が量子的に結びついている場合、電池が失うエネルギーを超えて機械にエネルギーを供給できる可能性が示されました。

研究者の1人であるカレン・ホヴァニシアン氏はこの結果を受けて「電池と機械がお互い量子的な相関関係にある場合、機械は電池が与える以上の電力を得ることができる」と述べています。

エルゴトロピー

量子的なエネルギーを蓄積した装置から機械が得られる有効な仕事量のことは『エルゴトロピー』と呼ばれており、通常の電池が放出するエネルギーとは違う意味を持っています。

取り出せるエネルギー、すなわちエルゴトロピーを増加させる極度の効率化が達成できれば、結果的に限界を超えて（エネルギー保存則に反しないレベルで）仕事量を移動させることも可能になります。

（※この技術は量子力学の仕組みを使って充電量より多いエネルギーをなんとか絞り出しているのであり、無限にエネルギーを供給できる永久機関ではありません。）

Q-bitでは、現状与える以上の電力を得れるまでは至ってないものの、

電力の効率化をしており、結果的に電気代削減に繋がっています。