20 जुलाई को, क्वांटम भौतिकी के विशेषज्ञ डॉ. जेम्स क्वाच, क्वांटम बैटरियों के व्यावहारिक अनुप्रयोग को बढ़ावा देने के लिए ऑस्ट्रेलिया के एडिलेड विश्वविद्यालय में विजिटिंग स्कॉलर के रूप में शामिल हुए।

डॉ. क्वार्क ने मेलबर्न विश्वविद्यालय से स्नातक की उपाधि प्राप्त की और क्रमशः टोक्यो विश्वविद्यालय और मेलबर्न विश्वविद्यालय में एक शोधकर्ता के रूप में काम किया। क्वांटम बैटरी एक सैद्धांतिक रूप से सुपर बैटरी है जिसमें तात्कालिक चार्जिंग क्षमता होती है। इस अवधारणा को पहली बार 2013 में प्रस्तावित किया गया था।

अध्ययनों से पता चला है कि चार्जिंग प्रक्रिया में, गैर-उलझी हुई क्वांटम की तुलना में, उलझी हुई क्वांटम कम-ऊर्जा अवस्था और उच्च-ऊर्जा अवस्था के बीच कम दूरी की यात्रा करती है। जितना अधिक क्विबिट, उतना ही मजबूत उलझाव, और तेज चार्जिंग प्रक्रिया “क्वांटम त्वरण” के कारण होगी। यह मानते हुए कि 1 qubit को चार्ज होने में 1 घंटा लगता है, 6 qubit को केवल 10 मिनट की आवश्यकता होती है।

डॉ क्वार्क ने कहा, “अगर 10,000 qubits हैं, तो इसे एक सेकंड से भी कम समय में पूरी तरह से चार्ज किया जा सकता है।”

क्वांटम भौतिकी परमाणु और आणविक स्तर पर गति के नियमों का अध्ययन करती है, इसलिए साधारण भौतिकी क्वांटम स्तर पर कण गति के नियमों की व्याख्या नहीं कर सकती है। क्वांटम बैटरी, जो “असामान्य” लगती है, महसूस की जाने वाली क्वांटम के विशेष “उलझन” पर निर्भर करती है।

क्वांटम उलझाव इस तथ्य को संदर्भित करता है कि कई कणों के एक दूसरे के लिए उपयोग किए जाने के बाद, चूंकि प्रत्येक कण की विशेषताओं को समग्र प्रकृति में एकीकृत किया गया है, इसलिए प्रत्येक कण की प्रकृति का व्यक्तिगत रूप से वर्णन करना असंभव है, केवल समग्र प्रणाली की प्रकृति।

“यह (क्वांटम) उलझाव के कारण है कि बैटरी चार्जिंग प्रक्रिया को तेज करना संभव है।” डॉ क्वार्क ने कहा।

हालांकि, क्वांटम बैटरी के व्यावहारिक अनुप्रयोग में अभी भी दो ज्ञात अनसुलझी समस्याएं हैं: क्वांटम डीकोहेरेंस और कम बिजली भंडारण।

क्वांटम उलझाव की पर्यावरण, यानी कम तापमान और पृथक प्रणालियों पर अत्यधिक उच्च आवश्यकताएं हैं। एक विशिष्ट क्वांटम प्रणाली एक पृथक प्रणाली नहीं है, और इतने लंबे समय तक क्वांटम स्थिति को बनाए रखना असंभव है। जब तक ये स्थितियां बदलती हैं, क्वांटम और बाहरी वातावरण का उपयोग किया जाएगा और क्वांटम सुसंगतता क्षीण हो जाएगी, अर्थात “विघटन” प्रभाव, और क्वांटम उलझाव गायब हो जाएगा।

क्वांटम बैटरी के ऊर्जा भंडारण के बारे में, इतालवी भौतिक विज्ञानी जॉन गोल्ड ने 2015 में कहा: “क्वांटम सिस्टम का ऊर्जा भंडारण रोजमर्रा के विद्युत उपकरणों की तुलना में परिमाण के कई आदेश छोटे होते हैं। हमने सैद्धांतिक रूप से साबित कर दिया है कि यह एक सिस्टम इनपुट कर रहा है। जब ऊर्जा की बात आती है, तो क्वांटम भौतिकी त्वरण ला सकती है।”

भले ही अभी भी समस्याओं का समाधान होना बाकी है, डॉ क्वार्क अभी भी क्वांटम बैटरी के व्यावहारिक अनुप्रयोग में आश्वस्त हैं। उन्होंने कहा: “अधिकांश भौतिकविदों को मेरे जैसा ही सोचना चाहिए, यह सोचकर कि क्वांटम बैटरी एक अनुप्रयोग तकनीक है जिसे हम एक छलांग के साथ प्राप्त कर सकते हैं।”

डॉ. क्वार्क का पहला लक्ष्य क्वांटम बैटरी के सिद्धांत का विस्तार करना, प्रयोगशाला में क्वांटम उलझाव के अनुकूल वातावरण का निर्माण करना और पहली क्वांटम बैटरी बनाना है।

एक बार व्यावहारिक उपयोग में सफलतापूर्वक प्रचारित होने के बाद, क्वांटम बैटरी मोबाइल फोन जैसे छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग की जाने वाली पारंपरिक बैटरियों को बदल देगी। यदि बड़ी पर्याप्त क्षमता वाली क्वांटम बैटरी का उत्पादन किया जा सकता है, तो यह अक्षय ऊर्जा द्वारा संचालित बड़े पैमाने पर उपकरण जैसे कि नई ऊर्जा वाहन की सेवा कर सकती है।