On July 20th, Dr. James Quach, an expert in quantum physics, joined the University of Adelaide in Australia as a visiting scholar to promote the practical application of quantum batteries.

Dr. Quark valmistui Melbournen yliopistosta ja työskenteli tutkijana Tokion yliopistossa ja Melbournen yliopistossa. Kvanttiakku on teoriassa superakku, jolla on välitön latauskyky. Tätä konseptia esitettiin ensimmäisen kerran vuonna 2013.

Studies have shown that, in the charging process, compared with non-entangled quantum, entangled quantum travels a shorter distance between the low-energy state and the high-energy state. The more qubits, the stronger the entanglement, and the faster the charging process will be due to the “quantum acceleration” that occurs. Assuming that 1 qubit takes 1 hour to charge, 6 qubits only need 10 minutes.

“If there are 10,000 qubits, it can be fully charged in less than a second,” said Dr. Quark.

Quantum physics studies the laws of motion at the atomic and molecular level, so ordinary physics cannot explain the laws of particle motion at the quantum level. The quantum battery, which sounds “abnormal”, depends on the special “entanglement” of quantum to be realized.

Quantum entanglement refers to the fact that after several particles are used for each other, since the characteristics of each particle have been integrated into the overall nature, it is impossible to describe the nature of each particle individually, only the nature of the overall system.

“It is because of (quantum) entanglement that it is possible to speed up the battery charging process.” Dr. Quark said.

However, there are still two known unsolved problems in the practical application of quantum batteries: quantum decoherence and low power storage.

Quantum entanglement has extremely high requirements on the environment, that is, low temperature and isolated systems. A typical quantum system is not an isolated system, and it is impossible to maintain a quantum state for such a long time. As long as these conditions change, the quantum and the external environment will be used and the quantum coherence will be attenuated, that is, the “decoherence” effect, and the quantum entanglement will disappear.

Italialainen fyysikko John Gould sanoi kvanttiparistojen energian varastoinnista vuonna 2015: “Kvanttijärjestelmien energiavarasto on useita suuruusluokkaa pienempi kuin arkipäivän sähkölaitteiden. Todistimme vain teoreettisesti, että se syöttää järjestelmää. Mitä tulee energiaan, kvanttifysiikka voi tuoda kiihtyvyyttä.”

Vaikka ratkaisematta on vielä ongelmia, tohtori Quark luottaa edelleen kvanttiparistojen käytännön soveltamiseen. Hän sanoi: “Useimpien fyysikkojen pitäisi ajatella samoin kuin minä, koska ne ajattelevat, että kvanttiparistot ovat sovellustekniikkaa, jota emme saa yhdellä hyppyllä.”

Dr. Quark’s first goal is to expand the theory of quantum batteries, build an environment conducive to quantum entanglement in the laboratory, and create the first quantum battery.

Kun kvanttiparistot on saatu menestyksekkäästi käyttöön käytännössä, ne korvaavat perinteiset akut, joita käytetään pienissä elektronisissa laitteissa, kuten matkapuhelimissa. Jos saadaan aikaan riittävän suuri kapasiteetti, se voi palvella suuria uusiutuvalla energialla toimivia laitteita, kuten uusia energiaajoneuvoja.