Op 20 Julie het dr. James Quach, ‘n kenner in kwantumfisika, by die Universiteit van Adelaide in Australië aangesluit as ‘n besoekende geleerde om die praktiese toepassing van kwantumbatterye te bevorder.

Dr. Quark het aan die Universiteit van Melbourne gegradueer en as ‘n navorser by onderskeidelik die Universiteit van Tokio en die Universiteit van Melbourne gewerk. Kwantumbattery is ‘n teoreties superbattery met onmiddellike laaivermoë. Hierdie konsep is die eerste keer in 2013 voorgestel.

Studies het getoon dat in die laaiproses, in vergelyking met nie-verstrengelde kwantum, verstrengelde kwantum ‘n korter afstand tussen die lae-energie-toestand en die hoë-energie-toestand beweeg. Hoe meer qubits, hoe sterker is die verstrengeling, en hoe vinniger sal die laaiproses wees as gevolg van die “kwantumversnelling” wat plaasvind. As ons aanvaar dat 1 qubit 1 uur neem om te laai, benodig 6 qubits net 10 minute.

“As daar 10,000 XNUMX qubits is, kan dit binne minder as ‘n sekonde ten volle gelaai word,” het dr. Quark gesê.

Kwantumfisika bestudeer die bewegingswette op atoom- en molekulêre vlak, dus kan gewone fisika nie die wette van partikelbeweging op die kwantumvlak verduidelik nie. Die kwantumbattery, wat “abnormaal” klink, hang af van die spesiale “verstrengeling” van kwantum wat gerealiseer moet word.

Kwantumverstrengeling verwys na die feit dat nadat verskeie deeltjies vir mekaar gebruik is, aangesien die eienskappe van elke deeltjie in die algehele aard geïntegreer is, dit onmoontlik is om die aard van elke deeltjie individueel te beskryf, slegs die aard van die algehele sisteem.

“Dit is as gevolg van (kwantum)verstrengeling dat dit moontlik is om die batterylaaiproses te versnel.” Dr. Quark gesê.

Daar is egter nog twee bekende onopgeloste probleme in die praktiese toepassing van kwantumbatterye: kwantumdekoherensie en lae kragberging.

Kwantumverstrengeling het uiters hoë vereistes vir die omgewing, dit wil sê lae temperatuur en geïsoleerde stelsels. ‘n Tipiese kwantumstelsel is nie ‘n geïsoleerde stelsel nie, en dit is onmoontlik om ‘n kwantumtoestand vir so ‘n lang tyd te handhaaf. Solank as wat hierdie toestande verander, sal die kwantum en die eksterne omgewing gebruik word en sal die kwantumkoherensie verswak word, dit wil sê die “dekoherensie” effek, en die kwantumverstrengeling sal verdwyn.

Aangaande die energieberging van kwantumbatterye, het die Italiaanse fisikus John Gould in 2015 gesê: “Die energieberging van kwantumstelsels is verskeie grootteordes kleiner as dié van alledaagse elektriese toerusting. Ons het net teoreties bewys dat dit ‘n stelsel invoer. Wanneer dit by energie kom, kan kwantumfisika versnelling bring.”

Selfs al is daar nog probleme wat opgelos moet word, is Dr Quark steeds vol vertroue in die praktiese toepassing van kwantumbatterye. Hy het gesê: “Die meeste fisici moet dieselfde dink as ek, en dink dat kwantumbatterye ‘n toepassingstegnologie is wat ons met een sprong kan kry.”

Dr Quark se eerste doelwit is om die teorie van kwantumbatterye uit te brei, ‘n omgewing te bou wat bevorderlik is vir kwantumverstrengeling in die laboratorium, en die eerste kwantumbattery te skep.

Sodra dit suksesvol in praktiese gebruik bevorder is, sal kwantumbatterye tradisionele batterye vervang wat in klein elektroniese toestelle soos selfone gebruik word. As ‘n kwantumbattery met ‘n groot genoeg kapasiteit vervaardig kan word, kan dit grootskaalse toerusting bedien wat deur hernubare energie soos nuwe energievoertuie aangedryf word.