Shkencëtarët kanë krijuar prototipin e parë në botë të një baterie kuantike dhe, ndryshe nga bateritë konvencionale, ajo karikohet më shpejt sa më e madhe të jetë. A mund të furnizojnë një ditë këto pajisje të pazakonta kompjuterët kuantikë – apo edhe telefonin tuaj?
Të gjithë e dinë se sa më e madhe të jetë bateria, aq më shumë kohë i duhet për t’u karikuar – prandaj mund të duhen disa orë për ta karikuar një laptop dhe zakonisht gjithë nata për ta karikuar një automjet elektrik.
Të paktën kjo është bota me të cilën jemi familjarizuar. Por në botën e gjërave jashtëzakonisht të vogla, zbatohen rregulla të ndryshme. Mekanika kuantike (shkenca e materies në shkallët atomike dhe nënatomike) “i përmbys disi gjërat”, thotë James Quach, studiues i shkencës kuantike në Csiro, agjencia kombëtare e shkencës e Australisë.
Quach po punon për krijimin e një baterie kuantike që sfidon logjikën e zakonshme, duke u karikuar më shpejt sa më e madhe të bëhet. Ashtu siç disa presin që kompjuterët kuantikë një ditë ta revolucionarizojnë informatikën, Quach argumenton se bateritë kuantike mund të kenë një ndikim po aq transformues, shkruan BBC.
Në mars të vitit 2026, ekipi i tij bëri një përparim të rëndësishëm kur prezantoi atë që thotë se është prototipi i parë funksional në botë i një baterie kuantike.
Fusha është ende në fillimet e saj dhe teknologjia kuantike është në thelb e ndërlikuar. Por disa shkencëtarë thonë se këto bateri një ditë mund të furnizojnë pajisjet kuantike me energji, ndërsa mbështetësit më të zjarrtë këmbëngulin se ato mund të përdoren madje edhe për të karikuar pajisje të përditshme si telefonat.
Të tjerë, megjithatë, mbeten thellësisht skeptikë për përdorshmërinë e tyre në botën reale.
Tejkalimi i kufijve të energjisë
Bateritë konvencionale mbështeten në reaksione kimike që bëjnë që 10 miliardë miliardë elektrone ose më shumë të lëvizin me shpejtësi përmes pajisjes që ato furnizojnë me energji. Tingëllon mbresëlënëse, por disa tani e shohin këtë teknologji si të vjetruar.
“Pavarësisht përmirësimeve të mëdha teknologjike, bateritë moderne ende mbështeten në procese elektrokimike të eksploruara për herë të parë më shumë se dy shekuj më parë”, thotë Dario Ferraro, profesor i asociuar i fizikës në Universitetin e Genoas, Itali.
Kjo ka bërë që disa studiues t’i drejtohen baterive kuantike – baterive që funksionojnë falë efekteve kuantike, në vend të reaksioneve kimike.
Pika kryesore është se bateritë kuantike nuk kanë të bëjnë me ruajtjen e një sasie të madhe energjie, por me dhënien e saj më shpejt dhe me kontroll më të madh – Dario Ferraro
Bota e gjërave jashtëzakonisht të vogla është jashtëzakonisht e çuditshme. Dhe mekanika kuantike nuk është aspak e panjohur me konceptet që sfidojnë intuitën, nga grimcat “e ndërthurura” që ndikojnë te njëra-tjetra në distanca të mëdha, deri te koha që rrjedh mbrapsht.
Kërkimi që hodhi themelet për bateritë kuantike u nxit fillimisht nga kureshtja për të kuptuar se cilat ligje të fizikës klasike mund të përmbyseshin në botën kuantike. Një punim novator në vitin 2015 tregoi se ndërthurja kuantike nënkupton se bateritë kuantike mund të karikohen – dhe shkarkohen – në mënyrë më efikase sesa ato konvencionale.
“Pika kryesore është se bateritë kuantike nuk kanë të bëjnë me ruajtjen e një sasie të madhe energjie, por me dhënien e saj më shpejt dhe me kontroll më të madh”, thotë Ferraro.
Një prototip i ri
Quach ka testuar një mënyrë për shfrytëzimin e këtyre efekteve kuantike për të furnizuar një bateri me energji.
Ai përdor një mikrozgavër optike, një konfigurim eksperimental ku dy pasqyra të vogla vendosen 100 nm larg njëra-tjetrës (një gjerësi rreth një mijë herë më e vogël se diametri i një fijeje floku njerëzor). Ai mbush hapësirën e vogël mes pasqyrave me molekula ngjyruese organike dhe më pas drejton një lazer drejt tyre.
Duke përdorur këtë metodë, drita dhe molekulat bëhen të lidhura fort, duke formuar gjendje hibride dritë-materie, gjë që rrit aftësinë e sistemit për të përthithur dhe ruajtur energji – një efekt i njohur si superpërthithje.
Është superpërthithja ajo që është përgjegjëse për vetinë më befasuese të baterisë. Në fizikën klasike, molekulat janë individualiste të vogla – secila vepron më vete dhe përthith energji me një ritëm të pavarur nga molekulat përreth. Por me efektet kuantike, ato janë disi më kolektiviste: ato “veprojnë në unison dhe krijojnë sinergji”, thotë Quach. “Kështu, ritmi me të cilin mund të përthithni energji rritet me numrin e molekulave që ekzistojnë”.
Kjo do të thotë se sa më shumë molekula të ketë (pra, sa më e madhe të jetë bateria), aq më shpejt ajo karikohet. Prototipit të Quach-ut iu deshën femtosekonda (kuadrilionta të sekondës) për t’u karikuar dhe e ruajti energjinë për nanosekonda, rreth gjashtë rend madhësie më gjatë.
Kjo arritje u demonstrua për herë të parë nga Quach dhe ekipi i tij në vitin 2022. Në mars 2026, ata shtuan një shtresë të re, duke arritur të nxirrnin një rrymë elektrike nga prototipi. Në intensitete më të larta, kjo rrymë potencialisht mund të përdoret për të karikuar pajisje.
Metoda e mikrozgavrës optike e Quach-ut nuk është mënyra e vetme për të krijuar një bateri kuantike. Një qasje tjetër, për shembull, përdor materiale superpërcjellëse – të cilat tashmë përdoren gjerësisht në kompjuterët kuantikë.
Megjithatë, një avantazh i madh i dizajnit të Quach-ut është se ai funksionon në temperaturë dhome. Dizajnet superpërcjellëse funksionojnë vetëm në temperatura kriogjenike, duke filluar nën -150°C (-238°F). “Kjo është në rregull për kompjuterët kuantikë, por nuk është edhe aq e dobishme për të furnizuar me energji telefonin tuaj”, thotë Quach.
“Nëse qëllimi është të vërtetohet se avantazhi i karikimit kuantik është fizikë reale… rruga e mikrozgavrës optike është alternativa më premtuese”, thotë Mauro Paternostro, fizikant kuantik në Universitetin Queen’s në Belfast.
Por në planin afatgjatë, Paternostro beson se dizajni superpërcjellës mund të ketë avantazh për përdorime praktike, sepse është më e lehtë të nxirret energjia prej tij. “Një mikrozgavër të jep një demonstrim të bukur kolektiv, por kontroll të dobët mbi nxjerrjen e energjisë në një formë të dobishme dhe të orientuar”.
The post “Është shumë kundërintuitive”: Bateritë kuantike që përmbysin rregullat e karikimit appeared first on Gazeta Express.
