20. července se Dr. James Quach, odborník na kvantovou fyziku, připojil k University of Adelaide v Austrálii jako hostující učenec, aby podpořil praktické použití kvantových baterií.

Dr. Quark vystudoval University of Melbourne a pracoval jako výzkumný pracovník na University of Tokyo a University of Melbourne. Kvantová baterie je teoreticky super baterie se schopností okamžitého nabíjení. Tento koncept byl poprvé navržen v roce 2013.

Studie ukázaly, že v procesu nabíjení ve srovnání s nezapleteným kvantem urazí zapletené kvantum kratší vzdálenost mezi nízkoenergetickým stavem a vysokoenergetickým stavem. Čím více qubitů, tím silnější je zapletení a tím rychlejší bude proces nabíjení kvůli „kvantovému zrychlení“, ke kterému dochází. Za předpokladu, že nabíjení 1 qubitu trvá 1 hodinu, 6 qubitů potřebuje pouze 10 minut.

“Pokud existuje 10,000 XNUMX qubitů, lze jej plně nabít za méně než sekundu,” řekl Dr. Quark.

Kvantová fyzika studuje zákony pohybu na atomové a molekulární úrovni, takže běžná fyzika nedokáže vysvětlit zákony pohybu částic na kvantové úrovni. Kvantová baterie, která zní „abnormálně“, závisí na speciálním „zapletení“ kvanta, které má být realizováno.

Kvantové zapletení se týká skutečnosti, že poté, co je několik částic použito jedna pro druhou, protože vlastnosti každé částice byly integrovány do celkové povahy, není možné popsat povahu každé částice jednotlivě, pouze povahu celkového systému.

“Právě díky (kvantovému) zapletení je možné urychlit proces nabíjení baterie.” řekl Dr. Quark.

Stále však existují dva známé nevyřešené problémy v praktické aplikaci kvantových baterií: kvantová dekoherence a úložiště s nízkou spotřebou energie.

Kvantové provázání má extrémně vysoké požadavky na prostředí, tedy nízkoteplotní a izolované systémy. Typický kvantový systém není izolovaný systém a je nemožné udržet kvantový stav po tak dlouhou dobu. Dokud se budou tyto podmínky měnit, bude se využívat kvanta a vnější prostředí a bude utlumena kvantová koherence, tedy efekt „dekoherence“, a kvantová provázanost zmizí.

Italský fyzik John Gould k ukládání energie kvantových baterií v roce 2015 řekl: „Ukládání energie v kvantových systémech je o několik řádů menší než u běžných elektrických zařízení. Právě jsme teoreticky dokázali, že je to zadávání systému. Pokud jde o energii, kvantová fyzika může přinést zrychlení.“

I když stále existují problémy, které je třeba vyřešit, Dr. Quark je stále přesvědčen o praktickém použití kvantových baterií. Řekl: “Většina fyziků by si měla myslet totéž jako já, myslet si, že kvantové baterie jsou aplikační technologií, kterou nemůžeme získat jedním skokem.”

Prvním cílem doktora Quarka je rozšířit teorii kvantových baterií, vybudovat v laboratoři prostředí příznivé pro kvantové zapletení a vytvořit první kvantovou baterii.

Jakmile budou kvantové baterie úspěšně zavedeny do praxe, nahradí tradiční baterie používané v malých elektronických zařízeních, jako jsou mobilní telefony. Pokud lze vyrobit kvantovou baterii s dostatečně velkou kapacitou, může sloužit rozsáhlému zařízení poháněnému obnovitelnou energií, jako jsou nová energetická vozidla.