ב-20 ביולי, ד”ר ג’יימס קוואך, מומחה לפיזיקת קוונטים, הצטרף לאוניברסיטת אדלייד באוסטרליה כחוקר אורח כדי לקדם את היישום המעשי של סוללות קוונטיות.

ד”ר קווארק סיים את לימודיו באוניברסיטת מלבורן ועבד כחוקר באוניברסיטת טוקיו ובאוניברסיטת מלבורן בהתאמה. סוללת Quantum היא סוללת סופר תיאורטית עם יכולת טעינה מיידית. רעיון זה הוצע לראשונה בשנת 2013.

מחקרים הראו שבתהליך הטעינה, בהשוואה לקוונטים שאינם מסתבכים, הקוונטים המסובכים עוברים מרחק קצר יותר בין מצב אנרגיה נמוכה למצב אנרגיה גבוהה. ככל שיותר קיוביטים, ההסתבכות תהיה חזקה יותר, ותהליך הטעינה יהיה מהיר יותר בגלל ה”האצה הקוונטית” שמתרחשת. בהנחה שלטעינה של 1 קיובייט לוקח שעה אחת, 1 קיוביטים צריכים רק 6 דקות.

“אם יש 10,000 קיוביטים, ניתן לטעון אותו במלואו תוך פחות משנייה”, אמר ד”ר קווארק.

הפיזיקה הקוונטית חוקרת את חוקי התנועה ברמה האטומית והמולקולרית, ולכן הפיזיקה הרגילה לא יכולה להסביר את חוקי תנועת החלקיקים ברמה הקוונטית. הסוללה הקוונטית, שנשמעת “לא נורמלית”, תלויה ב”הסתבכות” המיוחדת של הקוונטים שתתממש.

הסתבכות קוונטית מתייחסת לעובדה שאחרי שמספר חלקיקים משמשים זה לזה, מאחר שמאפייניו של כל חלקיק שולבו בטבע הכולל, אי אפשר לתאר את אופי כל חלקיק בנפרד, רק את אופי המערכת הכוללת.

“זה בגלל הסתבכות (קוונטית) שאפשר להאיץ את תהליך טעינת הסוללה”. אמר ד”ר קווארק.

עם זאת, עדיין ידועות שתי בעיות בלתי פתורות ביישום המעשי של סוללות קוונטיות: דה-קוהרנטיות קוונטית ואחסון צריכת חשמל נמוכה.

להסתבכות קוונטית דרישות גבוהות ביותר על הסביבה, כלומר טמפרטורה נמוכה ומערכות מבודדות. מערכת קוונטית טיפוסית אינה מערכת מבודדת, ואי אפשר לשמור על מצב קוונטי במשך זמן כה רב. כל עוד תנאים אלו משתנים, ייעשה שימוש בקוונטים ובסביבה החיצונית והקוהרנטיות הקוונטית תוחלש, כלומר אפקט ה”דה-קוהרנטיות”, וההסתבכות הקוונטית תיעלם.

בנוגע לאגירת האנרגיה של סוללות קוונטיות, הפיזיקאי האיטלקי ג’ון גולד אמר בשנת 2015: “אגירת האנרגיה של מערכות קוונטיות קטן בכמה סדרי גודל מזה של ציוד חשמלי יומיומי. רק הוכחנו תיאורטית שזה מזין מערכת. כשזה מגיע לאנרגיה, פיזיקת הקוונטים יכולה להביא להאצה”.

גם אם עדיין יש בעיות לפתור, ד”ר קווארק עדיין בטוח ביישום המעשי של סוללות קוונטיות. הוא אמר: “רוב הפיזיקאים צריכים לחשוב כמוני, מתוך מחשבה שסוללות קוונטיות הן טכנולוגיית יישומים שאנחנו לא יכולים לקבל בקפיצה אחת”.

מטרתו הראשונה של ד”ר קווארק היא להרחיב את תורת הסוללות הקוונטיות, לבנות סביבה המתאימה להסתבכות קוונטית במעבדה, וליצור את הסוללה הקוונטית הראשונה.

לאחר קידום מוצלח לשימוש מעשי, סוללות קוונטיות יחליפו את הסוללות המסורתיות המשמשות במכשירים אלקטרוניים קטנים כגון טלפונים ניידים. אם ניתן לייצר סוללה קוונטית בעלת קיבולת גדולה מספיק, היא יכולה לשרת ציוד בקנה מידה גדול המופעל על ידי אנרגיה מתחדשת כגון רכבי אנרגיה חדשים.