ക്വാണ്ടം ബാറ്ററികളുടെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിനായി ക്വാണ്ടം ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ വിദഗ്ധനായ ഡോ. ജെയിംസ് ക്വാച്ച് ഓസ്‌ട്രേലിയയിലെ അഡ്‌ലെയ്ഡ് സർവകലാശാലയിൽ വിസിറ്റിംഗ് സ്‌കോളറായി ചേർന്നു.

ഡോ. ക്വാർക്ക് മെൽബൺ സർവകലാശാലയിൽ നിന്ന് ബിരുദം നേടി, യഥാക്രമം ടോക്കിയോ സർവകലാശാലയിലും മെൽബൺ സർവകലാശാലയിലും ഗവേഷകനായി പ്രവർത്തിച്ചു. ക്വാണ്ടം ബാറ്ററി തൽക്ഷണ ചാർജിംഗ് ശേഷിയുള്ള സൈദ്ധാന്തികമായി സൂപ്പർ ബാറ്ററിയാണ്. 2013 ലാണ് ഈ ആശയം ആദ്യമായി നിർദ്ദേശിച്ചത്.

ചാർജിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, നോൺ-എൻടാങ്ക്ഡ് ക്വാണ്ടവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ നിലയ്ക്കും ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയ്ക്കും ഇടയിൽ കുടുങ്ങിയ ക്വാണ്ടം കുറഞ്ഞ ദൂരം സഞ്ചരിക്കുന്നുവെന്ന് പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. കൂടുതൽ ക്യുബിറ്റുകൾ, എൻടാൻഗിൾമെന്റ് ശക്തമാവുകയും, ചാർജിംഗ് പ്രക്രിയ വേഗത്തിലാക്കുകയും ചെയ്യുന്നത് “ക്വാണ്ടം ആക്സിലറേഷൻ” മൂലമാണ്. 1 ക്യുബിറ്റ് ചാർജ് ചെയ്യാൻ 1 മണിക്കൂർ എടുക്കുമെന്ന് കരുതിയാൽ, 6 ക്യുബിറ്റുകൾക്ക് 10 മിനിറ്റ് മാത്രം മതി.

“10,000 ക്യുബിറ്റുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, ഒരു സെക്കൻഡിൽ താഴെ സമയത്തിനുള്ളിൽ അത് പൂർണ്ണമായി ചാർജ് ചെയ്യാൻ കഴിയും,” ഡോ. ക്വാർക്ക് പറഞ്ഞു.

ക്വാണ്ടം ഭൗതികശാസ്ത്രം ആറ്റോമിക്, മോളിക്യുലാർ തലത്തിലുള്ള ചലന നിയമങ്ങൾ പഠിക്കുന്നു, അതിനാൽ സാധാരണ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന് ക്വാണ്ടം തലത്തിൽ കണികാ ചലന നിയമങ്ങൾ വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയില്ല. “അസ്വാഭാവികം” എന്ന് തോന്നുന്ന ക്വാണ്ടം ബാറ്ററി, ഗ്രഹിക്കേണ്ട ക്വാണ്ടത്തിന്റെ പ്രത്യേക “കുടുംബത്തെ” ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

നിരവധി കണങ്ങൾ പരസ്പരം ഉപയോഗിച്ചതിന് ശേഷം, ഓരോ കണത്തിന്റെയും സവിശേഷതകൾ മൊത്തത്തിലുള്ള സ്വഭാവത്തിലേക്ക് സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ, ഓരോ കണത്തിന്റെയും സ്വഭാവം വ്യക്തിഗതമായി വിവരിക്കുക അസാധ്യമാണ്, മൊത്തത്തിലുള്ള വ്യവസ്ഥയുടെ സ്വഭാവം മാത്രം.

ബാറ്ററി ചാർജിംഗ് പ്രക്രിയ വേഗത്തിലാക്കാൻ കഴിയുന്നത് (ക്വാണ്ടം) എൻടാൻഗിൽമെന്റ് കാരണമാണ്.” ഡോ. ക്വാർക്ക് പറഞ്ഞു.

എന്നിരുന്നാലും, ക്വാണ്ടം ബാറ്ററികളുടെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗത്തിൽ ഇപ്പോഴും അറിയപ്പെടുന്ന രണ്ട് പരിഹരിക്കപ്പെടാത്ത പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ട്: ക്വാണ്ടം ഡീകോഹറൻസ്, കുറഞ്ഞ പവർ സ്റ്റോറേജ്.

ക്വാണ്ടം എൻടാൻഗിൽമെന്റിന് പരിസ്ഥിതിയിൽ വളരെ ഉയർന്ന ആവശ്യകതകളുണ്ട്, അതായത് കുറഞ്ഞ താപനിലയും ഒറ്റപ്പെട്ട സംവിധാനങ്ങളും. ഒരു സാധാരണ ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റം ഒരു ഒറ്റപ്പെട്ട സംവിധാനമല്ല, അത്രയും കാലം ക്വാണ്ടം അവസ്ഥ നിലനിർത്തുക അസാധ്യമാണ്. ഈ അവസ്ഥകൾ മാറുന്നിടത്തോളം, ക്വാണ്ടവും ബാഹ്യ പരിതസ്ഥിതിയും ഉപയോഗിക്കുകയും ക്വാണ്ടം കോഹറൻസ് ദുർബലമാവുകയും ചെയ്യും, അതായത്, “ഡീകോഹറൻസ്” പ്രഭാവം, ക്വാണ്ടം എൻടാൻഗ്ലെമെന്റ് അപ്രത്യക്ഷമാകും.

ക്വാണ്ടം ബാറ്ററികളുടെ ഊർജ്ജ സംഭരണത്തെക്കുറിച്ച്, ഇറ്റാലിയൻ ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജോൺ ഗൗൾഡ് 2015-ൽ പറഞ്ഞു: “ക്വാണ്ടം സിസ്റ്റങ്ങളുടെ ഊർജ്ജ സംഭരണം ദൈനംദിന വൈദ്യുത ഉപകരണങ്ങളുടെ അളവിനേക്കാൾ ചെറുതാണ്. ഇത് ഒരു സിസ്റ്റം ഇൻപുട്ട് ചെയ്യുകയാണെന്ന് ഞങ്ങൾ സൈദ്ധാന്തികമായി തെളിയിച്ചു. ഊർജ്ജത്തിന്റെ കാര്യം വരുമ്പോൾ, ക്വാണ്ടം ഫിസിക്സിന് ത്വരണം കൊണ്ടുവരാൻ കഴിയും.

പരിഹരിക്കാൻ ഇനിയും പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിലും, ക്വാണ്ടം ബാറ്ററികളുടെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗത്തിൽ ഡോ. ക്വാർക്ക് ഇപ്പോഴും ആത്മവിശ്വാസത്തിലാണ്. അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു: “ഒരു കുതിച്ചുചാട്ടത്തിലൂടെ നമുക്ക് നേടാനാകുന്ന ഒരു ആപ്ലിക്കേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ക്വാണ്ടം ബാറ്ററികൾ എന്ന് കരുതുന്ന മിക്ക ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞരും എന്നെപ്പോലെ തന്നെ ചിന്തിക്കണം.”

ക്വാണ്ടം ബാറ്ററികളുടെ സിദ്ധാന്തം വിപുലീകരിക്കുക, ലബോറട്ടറിയിൽ ക്വാണ്ടം എൻടാൻഗിൾമെന്റിന് അനുയോജ്യമായ അന്തരീക്ഷം നിർമ്മിക്കുക, ആദ്യത്തെ ക്വാണ്ടം ബാറ്ററി സൃഷ്ടിക്കുക എന്നിവയാണ് ഡോ. ക്വാർക്കിന്റെ ആദ്യ ലക്ഷ്യം.

പ്രായോഗിക ഉപയോഗത്തിലേക്ക് വിജയകരമായി പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, മൊബൈൽ ഫോണുകൾ പോലുള്ള ചെറിയ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പരമ്പരാഗത ബാറ്ററികൾക്ക് പകരമായി ക്വാണ്ടം ബാറ്ററികൾ മാറും. ആവശ്യത്തിന് വലിയ ശേഷിയുള്ള ഒരു ക്വാണ്ടം ബാറ്ററി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ, പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങൾ പോലെയുള്ള പുനരുപയോഗ ഊർജം ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്ന വലിയ തോതിലുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക് അത് സേവിക്കാൻ കഴിയും.