鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年01月20日
澳大利亞實踐“秒充”量子電池
現在大多數數碼產品的都有讓人覺得續航不足的通病,尤其是智能手機。雖然有些廠商開發出“充電五分鐘,續航兩小時”的快充技術,但手機續航弱的實際問題并未根本性解決。現在最新消息,來自澳洲廣播公司報道,量子物理專家JamesQuach正式被澳大利亞阿德雷德大學聘請,后者邀請他推進將量子電池實用化的相關工作。
2013年美國高通公司首次實現了手機“快充”技術。如今,手機充滿電的時間已經從“一整晚”縮短為了“一小時”。但一小時對于科學界來說,似乎還是太長了。
7月20日,量子物理學專家詹姆斯·夸克(JamesQuach)博士,以訪問學者的身份加入澳大利亞阿德萊德大學,推進量子電池的實用化。
JamesQuach博士曾經提出理論,量子電池容量越大,充電速度就越快,甚至可以實現秒充。這意味著如果將量子電池正式商用化,這將革新目前市場中的這些產品體驗。
根據自己提出的這項最新理論,JamesQuach博士表示,希望在6個月內能就量子電池的實用化得出初步成果。
量子電池基于量子糾纏理論早在2013年被提出,后者是指當幾個粒子在彼此相互作用后,由于各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質,無法單獨描述各個粒子的性質,只能描述整體系統性質的現象。
夸克博士畢業于墨爾本大學,曾分別在東京大學和墨爾本大學擔任研究員。量子電池是一種理論上具有瞬時充電能力的超級電池,這個概念于2013年首次提出。
研究證明,在充電過程中,與沒有糾纏的量子相比,糾纏量子在低能態和高能態之間通過的距離更短。量子比特越多,糾纏越強,產生的“量子加速”就能使充電過程越快。假設1個量子比特充電要1小時,6個量子比特就只需10分鐘。
“如果有1萬個量子比特,那么不到一秒鐘就可以充滿電。”夸克博士表示。
量子物理研究的是在原子和分子層面的運動規律,因此普通物理無法解釋量子層面的粒子運動規律。而量子電池這聽上去“反常理”的特性,依靠的就是量子特殊的“糾纏性”得以實現。
量子糾纏指的是幾個粒子在相互作用后,由于各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質,因此無法單獨描述各個粒子的性質,只能描述整體系統的性質。
“正是由于(量子)糾纏,才有可能加快電池充電的過程。”夸克博士說。
然而量子電池的實用化還有兩個已知問題未解決:量子的退相干、儲電量過小。
量子糾纏對環境的要求極高,即低溫和孤立系統。而典型量子系統并不是孤立系統,不可能保持量子態這么長時間。只要這些條件改變,就會使量子與外部環境發生作用而使量子相干性衰減,即“退相干”效應,那么量子糾纏就會消失。
針對量子電池的儲電量,意大利物理學家約翰·古爾德曾于2015年表示:“量子系統的儲電量比日常用電設備小好幾個數量級。我們只是從理論上證明了在給一個系統輸入能量時,量子物理能帶來加速。”
即便還有難題待解決,夸克博士依然對量子電池實用化充滿信心。他表示:“大部分物理學家應該和我想得一樣,認為量子電池是屬于我們‘跳一跳就能夠得到’的應用技術。”
夸克博士的第一個目標是擴展量子電池的理論,在實驗室里構建一個有利于量子糾纏所需的環境,制造第一個量子電池。
一旦成功推進實用化,量子電池將替代手機等小型電子設備所使用的傳統電池。如果能生產容量足夠大的量子電池,就能為新能源汽車等使用可再生能源驅動的大型設備服務。
面對這項未來可能出現的量子電池,想必誰都會充滿期待吧。