20. júla sa Dr. James Quach, odborník na kvantovú fyziku, pripojil na University of Adelaide v Austrálii ako hosťujúci učenec, aby podporil praktické využitie kvantových batérií.

Dr. Quark vyštudoval University of Melbourne a pracoval ako výskumník na University of Tokyo a University of Melbourne. Kvantová batéria je teoreticky super batéria s možnosťou okamžitého nabíjania. Tento koncept bol prvýkrát navrhnutý v roku 2013.

Štúdie ukázali, že v procese nabíjania v porovnaní s nezapleteným kvantom prejde zapletené kvantum kratšiu vzdialenosť medzi nízkoenergetickým stavom a vysokoenergetickým stavom. Čím viac qubitov, tým silnejšie je zapletenie a tým rýchlejší bude proces nabíjania v dôsledku „kvantového zrýchlenia“, ku ktorému dochádza. Za predpokladu, že nabíjanie 1 qubitu trvá 1 hodinu, 6 qubitov potrebuje iba 10 minút.

“Ak je tam 10,000 XNUMX qubitov, dá sa plne nabiť za menej ako sekundu,” povedal Dr. Quark.

Kvantová fyzika študuje zákony pohybu na atómovej a molekulárnej úrovni, takže bežná fyzika nedokáže vysvetliť zákony pohybu častíc na kvantovej úrovni. Kvantová batéria, ktorá znie „nenormálne“, závisí od špeciálneho „zapletenia“ kvanta, ktoré sa má realizovať.

Kvantové zapletenie sa týka skutočnosti, že po tom, čo sa niekoľko častíc používa jedna pre druhú, keďže charakteristiky každej častice boli integrované do celkovej povahy, nie je možné opísať povahu každej častice jednotlivo, iba povahu celkového systému.

“Práve kvôli (kvantovému) zapleteniu je možné urýchliť proces nabíjania batérie.” Povedal Dr Quark.

Stále však existujú dva známe nevyriešené problémy v praktickej aplikácii kvantových batérií: kvantová dekoherencia a skladovanie s nízkou spotrebou energie.

Kvantové zapletenie má extrémne vysoké požiadavky na životné prostredie, teda nízkoteplotné a izolované systémy. Typický kvantový systém nie je izolovaný systém a je nemožné udržať kvantový stav tak dlho. Pokiaľ sa tieto podmienky zmenia, bude sa využívať kvantum a vonkajšie prostredie a bude sa tlmiť kvantová koherencia, teda efekt „dekoherencie“ a kvantová previazanosť zmizne.

Taliansky fyzik John Gould o skladovaní energie kvantových batérií v roku 2015 povedal: „Ukladanie energie v kvantových systémoch je o niekoľko rádov menšie ako u bežných elektrických zariadení. Práve sme teoreticky dokázali, že ide o zadávanie systému. Pokiaľ ide o energiu, kvantová fyzika môže priniesť zrýchlenie.“

Aj keď stále existujú problémy, ktoré treba vyriešiť, Dr. Quark je stále presvedčený o praktickej aplikácii kvantových batérií. Povedal: „Väčšina fyzikov by si mala myslieť to isté ako ja, myslieť si, že kvantové batérie sú aplikačnou technológiou, ktorú nemôžeme získať jedným skokom.“

Prvým cieľom doktora Quarka je rozšíriť teóriu kvantových batérií, vybudovať v laboratóriu prostredie priaznivé pre kvantové zapletenie a vytvoriť prvú kvantovú batériu.

Po úspešnom zavedení do praxe kvantové batérie nahradia tradičné batérie používané v malých elektronických zariadeniach, ako sú mobilné telefóny. Ak je možné vyrobiť kvantovú batériu s dostatočne veľkou kapacitou, môže slúžiť rozsiahlym zariadeniam poháňaným obnoviteľnou energiou, ako sú nové energetické vozidlá.