Στις 20 Ιουλίου, ο Δρ. James Quach, ειδικός στην κβαντική φυσική, εντάχθηκε στο Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας στην Αυστραλία ως επισκέπτης μελετητής για να προωθήσει την πρακτική εφαρμογή των κβαντικών μπαταριών.

Ο Δρ Quark αποφοίτησε από το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης και εργάστηκε ως ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο και στο Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης αντίστοιχα. Η κβαντική μπαταρία είναι μια θεωρητικά σούπερ μπαταρία με δυνατότητα στιγμιαίας φόρτισης. Αυτή η ιδέα προτάθηκε για πρώτη φορά το 2013.

Μελέτες έχουν δείξει ότι, στη διαδικασία φόρτισης, σε σύγκριση με το μη εμπλεκόμενο κβαντικό, το μπερδεμένο κβαντικό ταξιδεύει μικρότερη απόσταση μεταξύ της κατάστασης χαμηλής ενέργειας και της κατάστασης υψηλής ενέργειας. Όσο περισσότερα qubits, τόσο ισχυρότερη είναι η εμπλοκή και τόσο πιο γρήγορη θα είναι η διαδικασία φόρτισης λόγω της «κβαντικής επιτάχυνσης» που συμβαίνει. Αν υποθέσουμε ότι 1 qubit χρειάζεται 1 ώρα για να φορτιστεί, 6 qubit χρειάζονται μόνο 10 λεπτά.

«Εάν υπάρχουν 10,000 qubits, μπορεί να φορτιστεί πλήρως σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο», είπε ο Δρ Quark.

Η κβαντική φυσική μελετά τους νόμους της κίνησης σε ατομικό και μοριακό επίπεδο, επομένως η συνηθισμένη φυσική δεν μπορεί να εξηγήσει τους νόμους της κίνησης των σωματιδίων σε κβαντικό επίπεδο. Η κβαντική μπαταρία, η οποία ακούγεται «μη φυσιολογική», εξαρτάται από την ειδική «μπλέξιμη» του κβαντικού που πρέπει να πραγματοποιηθεί.

Η κβαντική εμπλοκή αναφέρεται στο γεγονός ότι αφού χρησιμοποιούνται πολλά σωματίδια το ένα για το άλλο, καθώς τα χαρακτηριστικά κάθε σωματιδίου έχουν ενσωματωθεί στη συνολική φύση, είναι αδύνατο να περιγραφεί η φύση κάθε σωματιδίου ξεχωριστά, μόνο η φύση του συνολικού συστήματος.

“Είναι λόγω της (κβαντικής) εμπλοκής που είναι δυνατό να επιταχυνθεί η διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας.” είπε ο Δρ Κουάρκ.

Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη δύο γνωστά άλυτα προβλήματα στην πρακτική εφαρμογή των κβαντικών μπαταριών: η κβαντική αποσυνοχή και η αποθήκευση χαμηλής ισχύος.

Η κβαντική εμπλοκή έχει εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για το περιβάλλον, δηλαδή χαμηλή θερμοκρασία και απομονωμένα συστήματα. Ένα τυπικό κβαντικό σύστημα δεν είναι ένα απομονωμένο σύστημα και είναι αδύνατο να διατηρηθεί μια κβαντική κατάσταση για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα. Όσο αλλάζουν αυτές οι συνθήκες, το κβαντικό και το εξωτερικό περιβάλλον θα χρησιμοποιούνται και η κβαντική συνοχή θα εξασθενεί, δηλαδή το φαινόμενο «αποσυνοχής» και η κβαντική εμπλοκή θα εξαφανίζεται.

Σχετικά με την αποθήκευση ενέργειας των κβαντικών μπαταριών, ο Ιταλός φυσικός John Gould είπε το 2015: «Η αποθήκευση ενέργειας των κβαντικών συστημάτων είναι αρκετές τάξεις μεγέθους μικρότερη από αυτή του καθημερινού ηλεκτρικού εξοπλισμού. Απλώς αποδείξαμε θεωρητικά ότι εισάγει ένα σύστημα. Όταν πρόκειται για ενέργεια, η κβαντική φυσική μπορεί να φέρει επιτάχυνση».

Ακόμα κι αν υπάρχουν ακόμα προβλήματα που πρέπει να λυθούν, ο Dr. Quark εξακολουθεί να είναι σίγουρος για την πρακτική εφαρμογή των κβαντικών μπαταριών. Είπε: «Οι περισσότεροι φυσικοί θα πρέπει να σκέφτονται το ίδιο με εμένα, πιστεύοντας ότι οι κβαντικές μπαταρίες είναι μια τεχνολογία εφαρμογής που δεν μπορούμε να πετύχουμε με ένα άλμα».

Ο πρώτος στόχος του Dr. Quark είναι να επεκτείνει τη θεωρία των κβαντικών μπαταριών, να δημιουργήσει ένα περιβάλλον που να ευνοεί την κβαντική εμπλοκή στο εργαστήριο και να δημιουργήσει την πρώτη κβαντική μπαταρία.

Μόλις προωθηθούν με επιτυχία στην πρακτική χρήση, οι κβαντικές μπαταρίες θα αντικαταστήσουν τις παραδοσιακές μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σε μικρές ηλεκτρονικές συσκευές όπως τα κινητά τηλέφωνα. Εάν μπορεί να παραχθεί μια κβαντική μπαταρία με αρκετά μεγάλη χωρητικότητα, μπορεί να εξυπηρετήσει εξοπλισμό μεγάλης κλίμακας που τροφοδοτείται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως οχήματα νέας ενέργειας.