20. juulil liitus kvantfüüsika ekspert dr James Quach külalisteadlasena Austraalias Adelaide’i ülikoolis, et edendada kvantpatareide praktilist rakendamist.

Dr Quark on lõpetanud Melbourne’i ülikooli ning töötanud teadurina vastavalt Tokyo ülikoolis ja Melbourne’i ülikoolis. Quantum aku on teoreetiliselt superaku hetkelise laadimisvõimega. Seda kontseptsiooni pakuti esmakordselt välja 2013. aastal.

Uuringud on näidanud, et laadimisprotsessis läbib takerdunud kvant madala energiaga oleku ja suure energiaga oleku vahel lühema vahemaa, võrreldes segamata kvantiga. Mida rohkem kubitte, seda tugevam on takerdumine ja seda kiirem on laadimisprotsess tekkiva “kvantkiirenduse” tõttu. Eeldusel, et 1 kubiti laadimiseks kulub 1 tund, kulub 6 kubitile vaid 10 minutit.

“Kui on 10,000 XNUMX kubitti, saab selle täis laadida vähem kui sekundiga,” ütles dr Quark.

Kvantfüüsika uurib liikumisseadusi aatomi- ja molekulitasandil, mistõttu tavafüüsika ei suuda seletada osakeste liikumise seadusi kvanttasandil. Kvantpatarei, mis kõlab “ebanormaalselt”, sõltub realiseeritava kvanti erilisest “põimumisest”.

Kvantpõimumine viitab asjaolule, et pärast mitme osakese kasutamist üksteise jaoks, kuna iga osakese omadused on integreeritud üldisesse olemusse, on võimatu kirjeldada iga osakese olemust eraldi, vaid ainult kogu süsteemi olemust.

“Just (kvant)põimumise tõttu on võimalik aku laadimisprotsessi kiirendada.” Dr Quark ütles.

Siiski on kvantpatareide praktilisel rakendamisel veel kaks teadaolevat lahendamata probleemi: kvantdekoherentsus ja väikese võimsusega salvestamine.

Kvantpõimumisel on äärmiselt kõrged nõuded keskkonnale, st madalale temperatuurile ja isoleeritud süsteemidele. Tüüpiline kvantsüsteem ei ole isoleeritud süsteem ja kvantseisundit on võimatu nii pikka aega säilitada. Kuni need tingimused muutuvad, kasutatakse kvant- ja väliskeskkonda ning kvantkoherents nõrgeneb ehk “dekoherentsi” efekt ja kvantpõimumine kaob.

Itaalia füüsik John Gould ütles kvantpatareide energiasalvestuse kohta 2015. aastal: „Kvantsüsteemide energiasalvesti on mitu suurusjärku väiksem kui igapäevaste elektriseadmete oma. Me lihtsalt tõestasime teoreetiliselt, et see on süsteemi sisestamine. Mis puutub energiasse, siis kvantfüüsika võib tuua kiirenduse.

Isegi kui probleeme on veel lahendada, on dr Quark kvantpatareide praktilises rakendamises endiselt kindel. Ta ütles: “Enamik füüsikuid peaks mõtlema samamoodi nagu mina, arvates, et kvantpatareid on rakendustehnoloogia, mida me ühe hüppega kätte ei saa.”

Dr Quarki esimene eesmärk on laiendada kvantpatareide teooriat, luua laboris kvantpõimumist soodustav keskkond ja luua esimene kvantpatarei.

Kui kvantakud on edukalt kasutusele võetud, asendavad need traditsioonilised patareid, mida kasutatakse väikestes elektroonikaseadmetes, näiteks mobiiltelefonides. Kui on võimalik toota piisavalt suure mahutavusega kvantaku, saab see teenindada suuremahulisi taastuvenergial töötavaid seadmeid, näiteks uusi energiasõidukeid.