Sakura P.
ตั้งแต่มีการเผยข้อมูลเกี่ยวกับแบตเตอรี่ควอนตัมในปี 2012 นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่สามารถพิสูจน์ความได้เปรียบเชิงควอนตัมของเทคโนโลยีนี้ได้มากนัก ยังไม่เห็นภาพชัดเจนว่าแบตเตอรี่ควอนตัมเหนือกว่าการทำงานและมีความสามารถเหนือกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปอย่างไร แต่งานวิจัยล่าสุดถือเป็นครั้งแรกที่ทำให้เราได้ห็นความได้เปรียบเชิงควอนตัมของแบตเตอรี่ควอนตัม
งานวิจัยพิสูจน์ แบตเตอรี่ควอนตัม (Quantum Battery) มีประสิทธิภาพเหนือกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปเป็นครั้งแรก
แบตเตอรี่ควอนตัมมีคุณสมบัติบางอย่างที่พอจะเป็นไม้เด็ดอยู่บ้าง เช่น การพัวพันเชิงควอนตัม (Quantum entanglement) และ การดูดซับยิ่งยวด (Superabsorption) ซึ่งอัตราการดูดซับแสงจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนโมเลกุล แบตเตอรี่ควอนตัมสามารถชาร์จได้เร็วกว่าแบตเตอรี่แบบทั่วไปที่ดีที่สุด
ล่าสุด การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นหลักฐานแรกของความได้เปรียบเชิงควอนตัมในแบตเตอรี่ประเภทใหม่นี้
ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letters นักวิทยาศาสตร์จาก PSL Research University ในปารีส และ University of Pisa ได้อธิบายถึงการพัฒนาต้นแบบแบตเตอรี่ควอนตัมในระดับจุลภาค ซึ่งแบตเตอรี่นี้ จะช่วยในการพัฒนาเทคโนโลยีที่อาจเปลี่ยนเกมได้
นักวิจัยให้ข้อมูลกับ Phys.org ว่า ต้นแบบที่พัฒนาประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์ฮาร์โมนิก 2 ตัวที่เชื่อมต่อกัน: ตัวหนึ่งทำหน้าที่เป็น ‘เครื่องชาร์จ’ และอีกตัวหนึ่งทำหน้าที่เป็น ‘แบตเตอรี่’ ซึ่งองค์ประกอบสำคัญที่ทำให้เกิดความได้เปรียบเชิงควอนตัมคือ ปฏิสัมพันธ์แบบ Anharmonic interaction ระหว่างออสซิลเลเตอร์ทั้งสองในระหว่างกระบวนการชาร์จ
ภาพจาก independent
การเชื่อมต่อแบบ Anharmonic interaction นี้ช่วยให้ระบบสามารถเข้าถึงสถานะควอนตัมที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม ซึ่งรวมถึงสถานะการพัวพันเชิงควอนตัม ทำให้เกิดการถ่ายโอนพลังงานที่เร็วกว่าแบตเตอรี่เคมีแบบดั้งเดิม”
นักวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่นี้สามารถเข้าถึงขีดจำกัดความเร็วเชิงควอนตัม (QSL) ที่เป็นอัตราการเปลี่ยนแปลงสูงสุดในระบบควอนตัม ซึ่งจะเหนือกว่าประสิทธิภาพของแบตเตอรี่แบบดั้งเดิมอย่างแน่นอน
อย่างไรก็ตาม การศึกษานี้ไม่ใช่ต้นแบบเชิงทฤษฎีแรกของแบตเตอรี่ควอนตัม เมื่อปีที่แล้ว กลุ่มนักวิจัยได้ พัฒนาต้นแบบแบตเตอรี่ควอนตัมที่มีขนาดเท่าอะตอม ที่ยังใช้ช่องว่างกลางเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพเชิงควอนตัม (Decoherence)
แต่ตัวอย่างทั้งสองนี้เป็นเพียงต้นแบบเชิงทฤษฎีเท่านั้น ยังไม่มีการสร้างอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริง นักวิจัยจึงเชื่อว่าแบตเตอรี่ควอนตัมยังคงห่างไกลจากการใช้งานในชีวิตประจำวันอยู่มาก
นักวิจัยกล่าวว่า แบตเตอรี่ของพวกเขาจะต้องสร้างโดยใช้วงจรตัวนำยิ่งยวด ซึ่งไม่มีความต้านทานไฟฟ้าที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์สัมบูรณ์
“เท่าที่เราทราบ งานนี้ให้การรับรองอย่างเข้มงวดเป็นครั้งแรกของความได้เปรียบเชิงควอนตัมที่แท้จริงใน แบบจำลองที่แก้ปัญหาได้” ผู้เขียนกล่าวกับ Phys.org “เราหวังว่างานของเราจะกระตุ้นให้เกิดการวิจัยเพิ่มเติมในหัวข้อที่น่าตื่นเต้นนี้ ส่งเสริมความก้าวหน้าทั้งในด้านทฤษฎีและการทดลอง”
ภาพจาก innovationnewsnetwork
การค้นพบว่า แบตเตอรี่ควอนตัมมีความสามารถเหนือกว่าแบตเตอรี่แบบดั้งเดิมได้เป็นครั้งแรก ถือเป็นหมุดหมายสำคัญในโลกวิทยาศาสตร์ แม้เทคโนโลยีนี้จะยังห่างไกลจากการนำมาใช้งานจริงในชีวิตประจำวัน แต่การพิสูจน์ “ความได้เปรียบเชิงควอนตัม” ได้สำเร็จ ด้วยการสร้างต้นแบบที่สามารถชาร์จได้รวดเร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ถือเป็น สัญญาณที่ดี ที่จะจุดประกายการวิจัยและพัฒนาในอนาคต
แบตเตอรี่ควอนตัม ซึ่งอาศัยหลักการของ โฟตอน และคุณสมบัติเฉพาะตัวอย่าง การพัวพันเชิงควอนตัม และ การดูดซับยิ่งยวด นั้นมีศักยภาพที่จะปฏิวัติการเก็บพลังงานได้จริง แม้จะต้องเผชิญกับความท้าทายในการสร้างอุปกรณ์ที่ซับซ้อนและใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมจริง แต่ความสำเร็จในครั้งนี้ยืนยันว่าเรากำลังก้าวเข้าใกล้ ยุคใหม่ของการจัดเก็บพลังงาน ที่อาจเปลี่ยนแปลงโลกของเราได้อย่างแท้จริง
ที่มา: popularmechanics https://www.popularmechanics.com/science/a65385727/quantum-battery-speed-limit/
