Den 20. juli sluttet Dr. James Quach, en ekspert i kvantefysikk, seg til University of Adelaide i Australia som gjesteforsker for å fremme praktisk anvendelse av kvantebatterier.

Dr. Quark ble uteksaminert fra University of Melbourne og jobbet som forsker ved henholdsvis University of Tokyo og University of Melbourne. Quantum batteri er et teoretisk superbatteri med momentan ladeevne. Dette konseptet ble først foreslått i 2013.

Studier har vist at i ladeprosessen, sammenlignet med ikke-sammenfiltret kvante, reiser sammenfiltret kvante en kortere avstand mellom lavenergitilstanden og høyenergitilstanden. Jo flere qubits, jo sterkere sammenfiltring, og jo raskere vil ladeprosessen være på grunn av “kvanteakselerasjonen” som oppstår. Forutsatt at 1 qubit tar 1 time å lade, trenger 6 qubits bare 10 minutter.

“Hvis det er 10,000 XNUMX qubits, kan det lades helt opp på mindre enn et sekund,” sa Dr. Quark.

Kvantefysikk studerer bevegelseslovene på atom- og molekylnivå, så vanlig fysikk kan ikke forklare lovene for partikkelbevegelse på kvantenivå. Kvantebatteriet, som høres “unormalt”, avhenger av den spesielle “sammenfiltringen” av kvante som skal realiseres.

Kvantesammenfiltring refererer til det faktum at etter at flere partikler er brukt for hverandre, siden egenskapene til hver partikkel har blitt integrert i den generelle naturen, er det umulig å beskrive naturen til hver partikkel individuelt, bare naturen til det totale systemet.

“Det er på grunn av (kvante) sammenfiltring at det er mulig å fremskynde batteriladingsprosessen.” sa Dr. Quark.

Imidlertid er det fortsatt to kjente uløste problemer i den praktiske anvendelsen av kvantebatterier: kvantedekoherens og lav strømlagring.

Kvantesammenfiltring har ekstremt høye krav til miljøet, det vil si lav temperatur og isolerte systemer. Et typisk kvantesystem er ikke et isolert system, og det er umulig å opprettholde en kvantetilstand over så lang tid. Så lenge disse forholdene endres, vil kvante- og det ytre miljøet bli brukt og kvantekoherensen dempes, det vil si «dekoherens»-effekten, og kvantesammenfiltringen vil forsvinne.

Når det gjelder energilagring av kvantebatterier, sa den italienske fysikeren John Gould i 2015: «Energilagringen til kvantesystemer er flere størrelsesordener mindre enn den til vanlig elektrisk utstyr. Vi har nettopp bevist teoretisk at det er å legge inn et system. Når det gjelder energi, kan kvantefysikk bringe akselerasjon.»

Selv om det fortsatt er problemer som skal løses, er Dr. Quark fortsatt trygg på den praktiske bruken av kvantebatterier. Han sa: “De fleste fysikere burde tenke det samme som meg, og tenke at kvantebatterier er en applikasjonsteknologi som vi ikke kan få med ett hopp.”

Dr. Quarks første mål er å utvide teorien om kvantebatterier, bygge et miljø som bidrar til kvanteforviklinger i laboratoriet, og lage det første kvantebatteriet.

Når kvantebatterier har blitt forfremmet til praktisk bruk, vil de erstatte tradisjonelle batterier som brukes i små elektroniske enheter som mobiltelefoner. Hvis et kvantebatteri med stor nok kapasitet kan produseres, kan det betjene storskala utstyr drevet av fornybar energi som for eksempel nye energikjøretøyer.