Mnamo tarehe 20 Julai, Dk. James Quach, mtaalam wa fizikia ya quantum, alijiunga na Chuo Kikuu cha Adelaide huko Australia kama mwanazuoni mgeni ili kukuza matumizi ya vitendo ya betri za quantum.

Dk. Quark alihitimu kutoka Chuo Kikuu cha Melbourne na kufanya kazi kama mtafiti katika Chuo Kikuu cha Tokyo na Chuo Kikuu cha Melbourne mtawalia. Betri ya Quantum ni betri ya kinadharia bora na yenye uwezo wa kuchaji papo hapo. Wazo hili lilipendekezwa kwa mara ya kwanza mnamo 2013.

Uchunguzi umeonyesha kuwa, katika mchakato wa malipo, ikilinganishwa na quantum isiyoingizwa, quantum iliyoingizwa husafiri umbali mfupi kati ya hali ya chini ya nishati na hali ya juu ya nishati. Qubits zaidi, nguvu ya kuingizwa, na kasi ya mchakato wa malipo itakuwa kutokana na “kuongeza kasi ya quantum” ambayo hutokea. Kwa kuchukulia kuwa qubit 1 inachukua saa 1 kuchaji, qubits 6 zinahitaji dakika 10 pekee.

“Ikiwa kuna qubits 10,000, inaweza kushtakiwa kikamilifu chini ya sekunde,” alisema Dk Quark.

Fizikia ya quantum husoma sheria za mwendo katika kiwango cha atomiki na molekuli, kwa hivyo fizikia ya kawaida haiwezi kuelezea sheria za mwendo wa chembe katika kiwango cha quantum. Betri ya quantum, ambayo inasikika “isiyo ya kawaida”, inategemea “entanglement” maalum ya quantum inayopaswa kutekelezwa.

Kuunganishwa kwa quantum inahusu ukweli kwamba baada ya chembe kadhaa kutumika kwa kila mmoja, kwa kuwa sifa za kila chembe zimeunganishwa katika asili ya jumla, haiwezekani kuelezea asili ya kila chembe mmoja mmoja, tu asili ya mfumo wa jumla.

“Ni kwa sababu ya kuingizwa kwa (quantum) kwamba inawezekana kuharakisha mchakato wa kuchaji betri.” Dr Quark alisema.

Hata hivyo, bado kuna matatizo mawili yanayojulikana ambayo hayajatatuliwa katika matumizi ya vitendo ya betri za quantum: decoherence ya quantum na hifadhi ya chini ya nguvu.

Uingizaji wa quantum una mahitaji ya juu sana kwenye mazingira, ambayo ni, joto la chini na mifumo iliyotengwa. Mfumo wa kawaida wa quantum sio mfumo wa pekee, na haiwezekani kudumisha hali ya quantum kwa muda mrefu. Kwa muda mrefu hali hizi zinabadilika, quantum na mazingira ya nje yatatumika na ushirikiano wa quantum utapunguzwa, yaani, athari ya “decoherence”, na mshikamano wa quantum utatoweka.

Kuhusu uhifadhi wa nishati ya betri za quantum, mwanafizikia wa Kiitaliano John Gould alisema mnamo 2015: “Hifadhi ya nishati ya mifumo ya quantum ni maagizo kadhaa ya ukubwa mdogo kuliko ile ya vifaa vya umeme vya kila siku. Tumethibitisha tu kinadharia kuwa inaingiza mfumo. Linapokuja suala la nishati, fizikia ya quantum inaweza kuleta kasi.

Hata kama bado kuna matatizo ya kutatuliwa, Dk Quark bado anajiamini katika matumizi ya vitendo ya betri za quantum. Alisema: “Wanafizikia wengi wanapaswa kufikiria sawa na mimi, wakifikiri kwamba betri za quantum ni teknolojia ya maombi ambayo hatuwezi kupata kwa kuruka mara moja.”

Lengo la kwanza la Dk. Quark ni kupanua nadharia ya betri za quantum, kujenga mazingira yanayofaa kwa msongamano wa quantum katika maabara, na kuunda betri ya kwanza ya quantum.

Baada ya kukuzwa kwa ufanisi katika matumizi ya vitendo, betri za quantum zitachukua nafasi ya betri za jadi zinazotumiwa katika vifaa vidogo vya kielektroniki kama vile simu za mkononi. Iwapo betri ya quantum yenye uwezo mkubwa wa kutosha inaweza kuzalishwa, inaweza kutumika kwa vifaa vikubwa vinavyoendeshwa na nishati mbadala kama vile magari mapya ya nishati.