快充電池新發展

20月XNUMX日,量子物理學專家James Quach博士以訪問學者身份加入澳大利亞阿德萊德大學,推動量子電池的實際應用。

Quark 博士畢業於墨爾本大學,先後在東京大學和墨爾本大學擔任研究員。 量子電池是理論上具有瞬時充電能力的超級電池。 這個概念最早是在 2013 年提出的。

 

研究表明,在充電過程中,與非糾纏量子相比,糾纏量子在低能態和高能態之間移動的距離更短。 量子比特越多,糾纏越強,充電過程將因發生的“量子加速”而越快。 假設 1 個量子位需要 1 小時充電,那麼 6 個量子位只需要 10 分鐘。

“如果有 10,000 個量子位,它可以在不到一秒的時間內充滿電,”夸克博士說。

量子物理學研究原子和分子水平的運動規律,所以普通物理學無法解釋量子水平的粒子運動規律。 聽起來“不正常”的量子電池,要靠量子的特殊“糾纏”才能實現。

量子糾纏是指幾個粒子互相利用後,由於每個粒子的特性已經融入整體性質,不可能單獨描述每個粒子的性質,只能描述整個系統的性質。

“正是由於(量子)糾纏,才有可能加快電池充電過程。” 夸克博士說。

然而,在量子電池的實際應用中,還存在兩個已知的未解決問題:量子退相干和低功率存儲。

量子糾纏對環境有極高的要求,即低溫和隔離系統。 一個典型的量子系統並不是孤立的系統,不可能長時間保持一個量子態。 只要這些條件改變,量子和外界環境就會被利用,量子相干性就會衰減,即“退相干”效應,量子糾纏就會消失。

關於量子電池的儲能,意大利物理學家約翰古爾德在2015年表示:“量子系統的儲能比日常電氣設備小幾個數量級。 我們只是從理論上證明了它是輸入系統。 在能源方面,量子物理學可以帶來加速。”

即使仍有問題需要解決,但夸克博士對量子電池的實際應用仍然充滿信心。 他說:“大多數物理學家應該和我一樣思考,認為量子電池是一種應用技術,我們可以一躍而下’。”

夸克博士的第一個目標是拓展量子電池的理論,在實驗室營造有利於量子糾纏的環境,打造出第一個量子電池。

一旦成功推廣到實際應用中,量子電池將取代傳統電池用於手機等小型電子設備。 如果能夠生產出足夠大容量的量子電池,就可以服務於新能源汽車等以可再生能源為動力的大型設備。