نظرية الحد الأقصى في نقل الطاقة الكمية

إن نظرية نقل الطاقة؛ لا يمكن إنشاء الطاقة أو إتلافها، ولكن يمكن نقلها وتحويلها، حيث أن هناك عدد من الطرق المختلفة التي يمكن بها تغيير الطاقة، مثل عندما تصبح الطاقة الكامنة طاقة حركية أو عندما يحرك جسم ما جسمًا آخر.

نظرية الحد الأقصى في نقل الطاقة الكمية

نقل الطاقة الكمي (QET) من وجهة نظر تشغيلية لمستخدمي البروتوكول البعيدين، هو نقل الطاقة عبر العمليات المحلية والتواصل الكلاسيكي، لدى  الطاقة الكمية QET روابط مختلفة لمجالات البحث الأساسية، بما في ذلك فيزياء الثقب الأسود ونظرية الكم لشيطان ماكسويل وتشابك المادة المكثفة.

هناك دلائل واعدة على أن الطاقة الكمية QET سيتم التحقق منه تجريبياً باستخدام حقول البوزون اللولبي لتيارات حافة القاعة الكمومية، إذ أثبت علماء الفيزياء أنه باستخدام حالة الفراغ في مجال كمي، فإن الحد الأعلى لكمية الطاقة المنقولة عن بعد بواسطة الطاقة الكمية QET يتناسب عكسياً مع مسافة النقل، ويمكن التغلب على هذه المسافة المحددة باستخدام حالات مضغوطة مع مناطق فراغ محلية.

نظرية نقل الطاقة الكمومية في سلاسل الدوران

يتم تحليل نقل الطاقة الكمومية في سلسلة من وحدات ذات مستويين تدور، متصلة في نهاياتها بخزانين حراريين في حدين:

• في نظام خارج الرنين: عندما تكون فجوات طاقة الإثارة المميزة للنظام الفرعي أكبر من تكون ترددات الخزانات أو درجات حرارة الحمامات منخفضة.

• في نظام الرنين: عندما تتطابق فجوات الإثارة المتسلسلة مع أوضاع الحمام المأهولة، وفي الحالة الأخيرة تتم دراسة النموذج باستخدام نهج المعادلة الرئيسية؛ مما يدل على أن الديناميكيات باليستية لنموذج السلسلة المعين الذي تم استكشافه.

إن نقل الطاقة عبر السلسلة في آلية التبادل الفائق الجسر بمساعدة الأنفاق مع تيار الطاقة يتناقص أضعافا مضاعفة مع المسافة، حيث أن هذا السلوك غير حساس لتفاصيل السلسلة، ونظرًا لأنه في درجات الحرارة المنخفضة يمكن اقتطاع طيف الإثارة للأنظمة الجزيئية ليشبه نموذج سلسلة الدوران، فإن السلوك التبادل الفائق الذي تم الحصول عليه يجب ملاحظته في الأنظمة الواسعة الانتشار التي تفي بحالة عدم الرنين.

التطبيقات التي يتم فيها نقل الطاقة الكمية

طاقة النقل الكمي في إطار تفاعل ثنائي القطب ثنائي القطب المعتمد على الوقت

إن عملية النقل الكمي للطاقة مع الأخذ في الاعتبار تفاعل ثنائي القطب ثنائي القطب المعتمد على الوقت في نظام ثنائي القطب يتميز بأنظمة ذرية ذات مستويين، فمن خلال الأخذ في الاعتبار تأثير تسارع وسرعة الذرات في اقتران ديمر، حيث تم توضيح أن تحسين احتمالية طاقة نقل الإثارة المفردة يستفيد بشكل كبير من دمج فعالية الحركة الذرية وتفكيك الطاقة.

تم اكتشاف الصلة بين السكان والتشابك أثناء التطور الزمني ونبين أن هذا النوع من الارتباط غير المحلي قد يتولد أثناء عملية نقل الطاقة؛ حيث يوفر هذا العمل الظروف المثلى لتنفيذ سيناريو تجريبي واقعي في نقل الطاقة الكمومية.

نقل الطاقة باستخدام التشابك الكمي القابل لإعادة التدوير

من المعروف أن نقل الطاقة بشكل أسرع من الضوء، يمكن تحقيقه إذا تم النظر في الإرسال في إطار الميكانيكا الكلاسيكية غير النسبية، حيث أنه يمكن أيضًا تحقيق نقل الطاقة بأسرع من الضوء، إذا تم النظر في الإرسال في إطار ميكانيكا الكم غير النسبية.

في بروتوكول نقل الطاقة أسرع من الضوء، يتم النظر في نموذج (Heisenberg) ثنائي الدوران ويتم نقل الطاقة عن طريق عمليتين وحدويتين محليتين متتاليتين على الدورات المتشابكة في البداية، وهذا لا يعني أن انتقال الطاقة بأسرع من الضوء يمكن تحقيقه في الواقع عند النظر في نظرية النسبية، لكنه يوضح أنه يمكن استخدام التشابك الكمي بطريقة قابلة لإعادة التدوير في نقل الطاقة.

المواد الكمومية لتقنيات الطاقة

أحد الأمثلة الرئيسية للحالة الفريدة للمواد الكمومية هو الموصلية الفائقة، والتي تتضمن تيارًا كهربائيًا يتدفق بدون مقاومة وحيث تتزاوج الإلكترونات وتتكثف في حالة كمومية متماسكة، حيث أن الخصائص الفريدة للموصلات الفائقة تجعلها مرشحة مثالية لمجموعة كبيرة من التطبيقات، من نقل الطاقة، والتطبيقات الطبية، وكذلك المكونات الفريدة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية في المستقبل.

نقل الطاقة القائم على النقاط الكمومية

ظهرت النقاط الكمومية كفئة مهمة من المواد التي تقدم وعدًا كبيرًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات التي تتراوح من تحويل الطاقة إلى الطب الحيوي، حيث تستخدم النقاط الكمومية وتقارنات النقاط الكمومية كمحسّسات للعلاج الضوئي الديناميكي.

تتم مناقشة الفيزياء الضوئية لتوليد الأكسجين الأحادي فيما يتعلق بنقل الطاقة المستند إلى النقاط الكمومية ويتم تقييم إمكانية استخدام النقاط الكمومية كمحسس ضوئي في PDT، بما في ذلك قيودها الحالية على التطبيقات في الأنظمة البيولوجية، إذ أن أكبر ميزة للنقاط الكمومية على المحسّسات الضوئية الجزيئية التي تظهر في المنظور هي خصائصها البصرية القابلة للضبط وكيمياء السطح.

يعتمد نقل طاقة الرنين فورستر على نقل الطاقة المعتمد على المسافة من جزيء مانح إلى جزيء متقبل، ونظرًا لحساسيتها للمسافة، فقد تم استخدام نقل الطاقة فورستر للتحقيق في التفاعلات الجزيئية، وهو انتقال الطاقة بدون إشعاع من جزيء مانح إلى جزيء متقبل