20 Temmuz’da kuantum fiziği uzmanı Dr. James Quach, kuantum pillerin pratik uygulamasını tanıtmak için Avustralya’daki Adelaide Üniversitesi’ne misafir akademisyen olarak katıldı.

Dr. Quark, Melbourne Üniversitesi’nden mezun oldu ve sırasıyla Tokyo Üniversitesi ve Melbourne Üniversitesi’nde araştırmacı olarak çalıştı. Kuantum pil, teorik olarak anında şarj etme özelliğine sahip süper bir pildir. Bu konsept ilk olarak 2013 yılında önerildi.

Çalışmalar, şarj işleminde, dolaşık olmayan kuantum ile karşılaştırıldığında, dolaşık kuantumun düşük enerji durumu ile yüksek enerji durumu arasında daha kısa bir mesafe kat ettiğini göstermiştir. Daha fazla kübit, daha güçlü dolaşma ve meydana gelen “kuantum ivmesi” nedeniyle şarj işlemi daha hızlı olacaktır. 1 kübitin şarj edilmesinin 1 saat sürdüğünü varsayarsak, 6 kübitin sadece 10 dakikaya ihtiyacı vardır.

Dr. Quark, “10,000 kübit varsa, bir saniyeden daha kısa sürede tamamen şarj edilebilir” dedi.

Kuantum fiziği, atomik ve moleküler düzeyde hareket yasalarını inceler, bu nedenle sıradan fizik, kuantum düzeyinde parçacık hareketi yasalarını açıklayamaz. Kulağa “anormal” gelen kuantum pil, gerçekleştirilecek kuantumun özel “dolaşıklığına” bağlıdır.

Kuantum dolaşıklık, birkaç parçacığın birbiri için kullanılmasından sonra, her parçacığın özellikleri genel doğaya entegre edildiğinden, her parçacığın doğasını tek tek tanımlamanın imkansız olduğu gerçeğini ifade eder, sadece tüm sistemin doğasını.

“Kuantum dolanması nedeniyle pil şarj sürecini hızlandırmak mümkün.” dedi Dr. Quark.

Bununla birlikte, kuantum pillerin pratik uygulamasında hala bilinen çözülmemiş iki sorun vardır: kuantum eşevresizliği ve düşük güç depolaması.

Kuantum dolaşıklığı, çevre, yani düşük sıcaklık ve izole sistemler konusunda son derece yüksek gereksinimlere sahiptir. Tipik bir kuantum sistemi izole edilmiş bir sistem değildir ve bir kuantum durumunu bu kadar uzun süre sürdürmek imkansızdır. Bu koşullar değiştiği sürece kuantum ve dış ortam kullanılacak ve kuantum tutarlılığı, yani “dekoherens” etkisi azaltılacak ve kuantum dolaşıklığı ortadan kalkacaktır.

İtalyan fizikçi John Gould, 2015 yılında kuantum pillerin enerji depolamasıyla ilgili olarak şunları söyledi: “Kuantum sistemlerinin enerji depolaması, günlük elektrikli ekipmanlarınkinden birkaç kat daha küçüktür. Az önce teorik olarak bir sistem girdiğini kanıtladık. Enerji söz konusu olduğunda, kuantum fiziği ivme getirebilir.”

Hâlâ çözülmesi gereken sorunlar olsa bile, Dr. Quark kuantum pillerin pratik uygulamasından hala emin. “Çoğu fizikçi benim gibi düşünmeli, kuantum pillerin bir sıçrama ile elde edebileceğimiz bir uygulama teknolojisi olduğunu düşünmeli.”

Dr. Quark’ın ilk hedefi, kuantum pillerin teorisini genişletmek, laboratuvarda kuantum dolaşıklığına elverişli bir ortam oluşturmak ve ilk kuantum pili yaratmaktır.

Pratik kullanıma başarılı bir şekilde tanıtıldığında, kuantum piller, cep telefonları gibi küçük elektronik cihazlarda kullanılan geleneksel pillerin yerini alacak. Yeterince büyük kapasiteye sahip bir kuantum pil üretilebilirse, yeni enerji araçları gibi yenilenebilir enerjiyle çalışan büyük ölçekli ekipmanlara hizmet edebilir.