20 июля доктор Джеймс Квач, эксперт в области квантовой физики, присоединился к Университету Аделаиды в Австралии в качестве приглашенного исследователя, чтобы продвигать практическое применение квантовых батарей.

Доктор Кварк окончил Мельбурнский университет и работал исследователем в Токийском и Мельбурнском университетах соответственно. Аккумулятор Quantum – это теоретически супер аккумулятор с возможностью мгновенной зарядки. Эта концепция была впервые предложена в 2013 году.

Исследования показали, что в процессе зарядки, по сравнению с незапутанным квантом, запутанный квант проходит меньшее расстояние между состоянием с низкой энергией и состоянием с высокой энергией. Чем больше кубитов, тем сильнее запутанность и тем быстрее будет процесс зарядки из-за происходящего «квантового ускорения». Предполагая, что для зарядки 1 кубита требуется 1 час, для 6 кубитов требуется всего 10 минут.

«Если имеется 10,000 XNUMX кубитов, он может быть полностью заряжен менее чем за секунду», – сказал д-р Кварк.

Квантовая физика изучает законы движения на атомном и молекулярном уровне, поэтому обычная физика не может объяснить законы движения частиц на квантовом уровне. Квантовая батарея, которая звучит «ненормально», зависит от особой «запутанности» кванта, которую нужно реализовать.

Квантовая запутанность относится к тому факту, что после того, как несколько частиц используются друг для друга, поскольку характеристики каждой частицы интегрированы в общую природу, невозможно описать природу каждой частицы по отдельности, только природу всей системы.

«Именно из-за (квантовой) запутанности можно ускорить процесс зарядки аккумулятора». – сказал доктор Кварк.

Однако в практическом применении квантовых батарей остаются две известные нерешенные проблемы: квантовая декогеренция и хранение с низким энергопотреблением.

Квантовая запутанность предъявляет чрезвычайно высокие требования к окружающей среде, то есть к низким температурам и изолированным системам. Типичная квантовая система не является изолированной системой, и невозможно поддерживать квантовое состояние в течение столь длительного времени. Пока эти условия изменяются, квант и внешнее окружение будут использоваться, и квантовая когерентность будет ослабляться, то есть эффект «декогеренции» и квантовая запутанность исчезнут.

Что касается хранения энергии квантовых батарей, итальянский физик Джон Гулд сказал в 2015 году: «Накопитель энергии квантовых систем на несколько порядков меньше, чем у обычного электрического оборудования. Мы только что теоретически доказали, что он вводит систему. Когда дело доходит до энергии, квантовая физика может принести ускорение ».

Даже если есть еще проблемы, которые предстоит решить, доктор Кварк все еще уверен в практическом применении квантовых батарей. Он сказал: «Большинство физиков должны думать так же, как я, думая, что квантовые батареи – это прикладная технология, которую мы можем« получить одним прыжком »».

Первая цель доктора Кварка – расширить теорию квантовых батарей, создать среду, способствующую квантовой запутанности в лаборатории, и создать первую квантовую батарею.

После успешного внедрения в практику квантовые батареи заменят традиционные батареи, используемые в небольших электронных устройствах, таких как мобильные телефоны. Если можно произвести квантовую батарею с достаточно большой емкостью, она сможет обслуживать крупномасштабное оборудование, работающее на возобновляемых источниках энергии, такое как транспортные средства на новой энергии.