Ceyms Quaç, “Söhbət”

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: CSIRO

Vacib bir görüşə gecikmisiniz. Evdən çıxarkən telefonunuzun boşaldığını görəcəksiniz. Təsəvvür edin ki, kvant fizikasının qəribə qaydalarından istifadə edərək telefonu demək olar ki, dərhal doldura bilərsiniz. Kvant batareyalarının vədi budur.

CSIRO-dakı həmkarlarımla birlikdə dünyanın ilk kvant batareyası prototiplərini hazırladıq və texnologiyanın istiqaməti təəccüblüdür.

Kollektiv kvant effektləri

Çox kiçik obyektlərin çox qəribə davranmasına imkan verən superpozisiya və dolaşıqlığın özünəməxsus kvant effektləri haqqında eşitmiş ola bilərsiniz . Bunlar həmçinin kvant kompüterlərinin ənənəvi kompüterlərin həll edə bilmədiyi problemləri həll etməsinə imkan verə bilər.

Kvant dünyasının qəribə xüsusiyyətlərindən biri də ” kollektiv effektlər ” adlanan şeylərdir . Kvant batareyalarına unikal xüsusiyyətlər verən məhz bunlardır.

Uyğun şəraitdə kvant batareyalarının yaddaş bölmələri fərdi olaraq deyil, kollektiv şəkildə hərəkət edir. Əksinə, bu o deməkdir ki, bölmələr tək-tək doldurulduqdan daha sürətli doldurulur.

Tutaq ki, kvant batareyanızın N yaddaş vahidi var və hər bir vahidin doldurulması bir saniyə çəkir. Kollektiv effektlər o deməkdir ki, bütün vahidlər eyni anda doldurulursa, hər bir vahidin doldurulması yalnız 1/∕√N saniyə çəkəcək.

Bu o deməkdir ki, kvant batareyanız nə qədər böyükdürsə, doldurulması bir o qədər az vaxt aparır. Əgər həcmi ikiqat artarsa, doldurulması iki dəfədən bir az çox vaxt aparacaq.

Sanki hər bir cihaz ətrafda başqa cihazların olduğunu bilir və onların olması cihazın daha sürətli doldurulmasına səbəb olur. Qəribədir, elə deyilmi?

Bu, ənənəvi batareyaların işləmə prinsipindən kökündən fərqlənir, çünki daha böyük batareyaların doldurulması adətən daha uzun çəkir. Buna görə də mobil telefonunuzu doldurmaq bir saat çəkə bilər, ancaq elektrik avtomobilinizin bütün gecəni doldurması lazımdır.

Kvant batareyasının qurulması

Kvant batareyası ideyası uzun müddət sadəcə nəzəri maraq doğururdu. Lakin 2018-ci ildə mən onların həqiqətən də istehsal edilə biləcəyini nümayiş etdirməyə başladım.

2022-ci ildə Birləşmiş Krallıq və İtaliyadakı həmkarlarımızla birlikdə üzvi mikroboşluqdan — işığı müəyyən bir şəkildə tutan bir neçə müxtəlif materialdan ibarət kiçik, mürəkkəb çoxqatlı sendviçdən istifadə edərək kvant batareyası prototipi qurduq.

Və ilk dəfə olaraq daha böyük kvant batareyalarının doldurulması üçün daha az vaxt tələb etdiyi ekzotik davranışı göstərə bildik.

Əslində, biz şarj müddətinin 1/∕√N olaraq azaldığını nümayiş etdirə bildik, burada N batareyamızdakı molekulların sayıdır. Nə qədər çox molekul daxil etsək, batareya bir o qədər sürətli doldurulurdu – tam olaraq nəzəriyyənin proqnozlaşdırdığı kimi.

Bu ilk prototipdə olmayan şeylərdən biri ondan enerji çıxarmaq idi. Bunu etmək üçün, “Light: Science & Applications” jurnalında dərc olunmuş son tədqiqatımızda cihazımıza enerjini elektrik cərəyanına çevirən əlavə təbəqələr əlavə etdik. Bu, praktik kvant batareyasına doğru atılmış böyük bir addımdır.Oyna

00:0001:15SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və gündəlik və ya həftəlik olaraq vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında yeniliklərdən xəbərdar olun .

Hələ də irəliləyiş olmalıdır

Bəs niyə mağazalarda kvant batareyaları görmürük? Kvant batareyalarının tutumu hələ də kiçikdir (bir neçə milyard elektron-volt) və onların şarj saxlama müddəti çox qısadır (bir neçə nanosaniyə). Bu o deməkdir ki, kvant batareyaları, heç olmasa indilik, mobil telefon kimi ənənəvi cihazları enerji ilə təmin etmək üçün çox kiçikdir.

Lakin kvant batareyaları kvant kompüterləri kimi kvant cihazlarını enerji ilə təmin etmək üçün mükəmməl ola bilər. Əslində, kvant batareyaları kvant kompüterlərinin daha böyük miqyasda işləməsi və praktik hala gəlməsi üçün lazım olan dəqiq həll yolu ola bilər.

Hələ ki, praktik kvant batareyalarımız olmasa da, hazırda prototipimizin ölçüsünü artırmaq və şarj müddətini uzatmaq üçün yollar üzərində işləyirik. Kvant batareyasının müstəsna şarj sürətini klassik batareyanın uzun saxlama müddəti ilə birləşdirən hibrid dizayn yaratmağa ümid edirik.

Əldə etdiyimiz irəliləyiş, bizdən əvvəl kvant alimləri tərəfindən görülən bir əsrlik nəzəri işin sübutudur.

İlk prototipimizin batareyasının doldurulması nanosaniyə davam etdi. Rayt qardaşlarının ilk təyyarə uçuşu isə bir az daha uzun çəkmədi. Tərəqqi vaxt tələb edir, amma kvant batareyaları, şübhəsiz ki, üfüqdədir.