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快充电池新发展
20月XNUMX日,量子物理学专家James Quach博士以访问学者身份加入澳大利亚阿德莱德大学,推动量子电池的实际应用。
Quark博士毕业于墨尔本大学,先后在东京大学和墨尔本大学担任研究员。 量子电池是理论上具有瞬时充电能力的超级电池。 这个概念最早是在 2013 年提出的。
研究表明,在充电过程中,与非纠缠量子相比,纠缠量子在低能态和高能态之间移动的距离更短。 量子比特越多,纠缠越强,充电过程将因发生的“量子加速”而越快。 假设 1 个量子位需要 1 小时充电,那么 6 个量子位只需要 10 分钟。
“如果有 10,000 个量子位,它可以在不到一秒的时间内充满电,”夸克博士说。
量子物理学研究原子和分子水平的运动规律,所以普通物理学无法解释量子水平的粒子运动规律。 听起来“不正常”的量子电池,要靠量子的特殊“纠缠”才能实现。
量子纠缠是指几个粒子互相利用后,由于每个粒子的特性已经融入整体性质,不可能单独描述每个粒子的性质,只能描述整个系统的性质。
“正是由于(量子)纠缠,才有可能加快电池充电过程。” 夸克博士说。
然而,在量子电池的实际应用中,还存在两个已知的未解决问题:量子退相干和低功率存储。
量子纠缠对环境有极高的要求,即低温和隔离系统。 一个典型的量子系统并不是孤立的系统,不可能长时间保持一个量子态。 只要这些条件发生变化,量子和外界环境就会被利用,量子相干性就会衰减,即“退相干”效应,量子纠缠就会消失。
关于量子电池的储能,意大利物理学家约翰古尔德在2015年表示:“量子系统的储能比日常电气设备小几个数量级。 我们只是从理论上证明了它是输入系统。 在能源方面,量子物理学可以带来加速。”
即使仍有问题需要解决,但夸克博士对量子电池的实际应用仍然充满信心。 他说:“大多数物理学家应该和我一样思考,认为量子电池是一种应用技术,我们可以一跃而下’。”
夸克博士的第一个目标是拓展量子电池的理论,在实验室营造有利于量子纠缠的环境,打造出第一个量子电池。
一旦成功推广到实际应用中,量子电池将取代传统电池用于手机等小型电子设备。 如果能够生产出足够大容量的量子电池,就可以服务于新能源汽车等以可再生能源为动力的大型设备。