Planckian สตาร์ทอัพชาวอิตาลีได้ประกาศความสำเร็จในการระดมทุนกว่า 2.7 ล้านยูโร จากกองทุน pre-seed เพื่อเร่งการพัฒนาแบตเตอรี่ควอนตัม ด้วยคำมั่นสัญญาที่เย้ายวนใจของพลังงานแบบพกพารูปแบบใหม่ ที่นอกเหนือจากเซลล์ไฟฟ้าเคมีทั่วไปที่ใช้กักเก็บพลังงานแล้ว ยังอาศัยคิวบิตที่มีความหนาแน่นมากกว่าอิเล็กตรอนในการกักเก็บพลังงาน และสามารถชาร์จได้ในอัตราที่รวดเร็วปานสายฟ้า
- – สโฟวล์ท โชว์ความสำเร็จ แบตเตอรี่อีวีชุดแรก จากโรงงานในไทย
- – นายกฯ ลุยชมโรงงานประกอบรถยนต์และแบตเตอรี่ เอ็มจี
Marco Polini ผู้ร่วมก่อตั้งและหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ Planckian ซึ่งมั่นใจว่าผลลัพธ์ที่จับต้องได้กำลังจะเกิดขึ้นในเร็วๆ นี้ โดยกล่าวว่า “การวิจัยของเรามุ่งเน้นไปที่การสร้างทฤษฎีบทใหม่สำหรับการสกัดและกักเก็บพลังงาน และทำความเข้าใจว่ากลศาสตร์ควอนตัมสามารถให้ข้อได้เปรียบอะไรบ้าง โดยที่ยังไม่ต้องมีการทดลองหรือผลิตอุปกรณ์ที่เป็นรูปธรรม แต่ไม่กี่ปีที่ผ่านมา เราได้เผยแพร่รายละเอียดของสถาปัตยกรรมแบตเตอรี่ที่สามารถสร้างได้จริงในห้องปฏิบัติการ และตอนนี้เรามีเงินทุนสำหรับสร้างอุปกรณ์นี้แล้ว”
แรงเหวี่ยงของควอนตัมแบตเตอรี่
หลังจากการตีพิมพ์ในรายงานดังกล่าว แบตเตอรี่ควอนตัมก็ได้รับความสนใจอย่างมากในเดือนมกราคม 2022 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองและพิสูจน์ว่าสามารถใช้เอฟเฟกต์ควอนตัม เพื่อพัฒนาอุปกรณ์ที่มีความเร็วในการชาร์จที่เร็วเป็นพิเศษได้ นักวิจัยควอนตัม James Quach จากมหาวิทยาลัยแอดิเลด (ออสเตรเลีย) และเพื่อนร่วมงานจากสถาบันโฟโตนิกส์และนาโนเทคโนโลยี (ส่วนหนึ่งของสภาวิจัยแห่งชาติในมิลาน) และมหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์, เซนต์ แอนดรูว์ และเฮเรียต วัตต์ ในสหราชอาณาจักร ผู้พัฒนาแบตเตอรี่ควอนตัม โดยใช้โมเลกุลของสีย้อมสารกึ่งตัวนำ Lumogen-F Orange เป็นคิวบิตดูดซับพลังงาน
นักวิจัย ได้แยกโมเลกุลสารแขวนลอยของสีย้อมในโพลีเมอร์ แล้ววางไว้ในเครื่องสะท้อนแสง Bragg แบบกระจาย ซึ่งเป็นช่องแสงขนาดเล็กที่มีกระจกอิเล็กทริกที่ปลายทั้งสองข้าง จากนั้นฉายแสงเลเซอร์ที่จุดติดตั้งเพื่อกระตุ้นหรือ “ชาร์จ” โมเลกุล ซึ่งผลลัพธ์ของพวกเขาน่าทึ่งมาก
Quach และเพื่อนร่วมงาน ค้นพบว่าอัตราที่ microcavity แบบรวมตัวสามารถดูดซับแสงได้เร็วกว่า การแยกแต่ละโมเลกุลเพื่อดูดซับแสงเป็นอย่างมาก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงผลกระทบที่เรียกว่าการดูดซึมแบบซุปเปอร์ โดยพวกเขายังแสดงให้เห็นอีกว่าเวลาในการชาร์จลดลง เมื่อขนาดของ microcavityและจำนวนโมเลกุลของสีย้อมเพิ่มขึ้น กล่าวคือ ยิ่งแบตเตอรี่ควอนตัมมีขนาดใหญ่เท่าใด การชาร์จก็จะเร็วขึ้นเท่านั้น
โดยในขณะที่ทดลอง แบตเตอรี่ควอนตัมสามารถเก็บประจุอิเล็กทรอนิกส์ได้เพียงนาทีเดียวเมื่อเทียบกับเซลล์ไฟฟ้าเคมีทั่วไป แต่ดังที่ Quach กล่าว เมื่อมหาวิทยาลัยแอดิเลด ประกาศว่า “แนวคิดที่อยู่เบื้องหลังผลการดูดซับขั้นสุดยอดของแบตเตอรี่ควอนตัม คือแนวคิด ที่โมเลกุลทั้งหมดจะทำหน้าที่ร่วมกัน จึงนับเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการพัฒนาแบตเตอรี่ควอนตัม”
และผลลัพธ์เพิ่มเติมก็ได้เกิดขึ้นในสามเดือนต่อมา เมื่อนักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์พื้นฐานในเกาหลีใต้ยืนยันว่าความเร็วในการชาร์จอาจปรับขนาดอย่างไม่สมส่วนกับจำนวนเซลล์ที่ประกอบเป็นแบตเตอรี่ควอนตัม โดยการศึกษาของพวกเขายังแสดงให้เห็นว่า ในขณะที่พลังงานถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่ขนาดเล็ก แต่ความหนาแน่นของพลังงานนั้นเทียบเท่าได้กับแบตเตอรี่รถยนต์กรดตะกั่วทั่วไป
การค้นพบที่น่าทึ่งนี้กระตุ้นให้เกิดความตื่นเต้นและคาดหวังว่าจะสามารถสร้างระบบสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบขับผ่านได้ โดยทีมวิจัยจำนวนมากจากทั่วโลกเผยแพร่ผลการศึกษาเกี่ยวกับแบตเตอรี่ควอนตัม และเสนอสถาปัตยกรรมใหม่และรูปแบบการชาร์จที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น การตั้งค่าการทดลองไม่เพียงแต่อาศัยโมเลกุลของสีย้อมเป็นคิวบิตเท่านั้น แต่ยังใช้คาร์บอกซิเลตของโลหะ จุดควอนตัมของเซมิคอนดักเตอร์ วัสดุตัวนำยิ่งยวด ข้อบกพร่องในเพชร ไอออนที่ติดอยู่ และอื่น ๆ อีกมากมายเข้ามาเป็นตัวเก็บประจุ
และเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์ควอนตัมและวิศวกรรมศาสตร์ควอนตัมแห่งประเทศจีน สามารถปล่อยต้นแบบของการชาร์จโดยอาศัยควอตริตตัวนำยิ่งยวดตัวเดียว ซึ่งเป็นระบบควอนตัมที่มีระดับพลังงานสามระดับ แทนที่จะเป็นสองระดับของคิวบิต
ท่ามกลางกระแสควอนตัมแบตเตอรี่ที่คึกคัก Planckian ก็ได้คว้าเงินทุนในการพัฒนาต้นแบบแรก ถึง 2.7 ล้านยูโร ซึ่งฉายแสงแห่งความหวังของการผลิตต้นแบบแบตเตอรี่ควอนตัมได้สำเร็จ
รากฐานของการวิจัยที่มั่นคงของ Planckian
ทั้งนี้Planckian มีผู้ร่วมก่อตั้ง ซึ่งแยกตัวมาจากมหาวิทยาลัยปิซา Scuola Normale Superiore อย่างMarco Polini นักฟิสิกส์ด้านการควบแน่น ในตำแหน่งหัวหน้าคณะวิทยาศาสตร์ และ Vittorio Giovannetti นักวิทยาศาสตร์ควอนตัม ที่ปรึกษาทางวิทยาศาสตร์ ร่วมกับฝ่ายพัฒนาธุรกิจและผู้จัดการการลงทุน และยังมี Michele Dallari ซึ่งดำรงตำแหน่ง CEO ทั้งหมดเป็นพันธมิตรด้านการวิจัยร่วมกันระหว่างสถาบันวิจัย Pisa และ Scuola Normale Superiore ตามลำดับ โดยได้มีการรวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลาหลายทศวรรษ
ซึ่ง Polini ยืนยันว่าPlanckian เป็นบริษัทแรกที่ทุ่มเทให้กับการพัฒนาแบตเตอรี่ควอนตัม และการระดมทุนล่วงหน้าจากบริษัทในยุโรป Eureka Venture, CDP Venture Capital, Tech4Planet และ Exor Ventures ทำให้สตาร์ทอัพชาวอิตาลีแห่งนี้กลายเป็นสตาร์ทอัพที่อยู่ในแถวหน้าของสาขานี้
“ทีมงาน Planckian ใช้เวลาศึกษาสิ่งที่พวกเขาเชื่อว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับแบตเตอรี่ควอนตัม โดยก่อนที่จะตัดสินใจสร้างควิบิตโซลิดสเตตในช่องไมโครเวฟ สถาปัตยกรรมแบตเตอรี่ของเรานั้นยังไม่ได้มองไปถึงการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง แต่เรารู้ว่าเราต้องการสร้างแบตเตอรี่ควอนตัมโซลิดสเตตที่ปรับขนาดและมีพลังงานที่เต็มเปี่ยมได้ และด้วยความเชี่ยวชาญของเราที่มีต่อเรื่องของโซลิดสเตตคิวบิต จึงทำให้เราตัดสินใจมุ่งมาในกระบวนการนี้”
ภารกิจในตอนนี้คือการต้องทำให้แบตเตอรี่สามารถกักเก็บพลังงานได้อย่างมั่นคง ขณะเดียวกันก็ทดลองกำหนดความเร็วในการชาร์จและปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ได้จริง ซึ่งเรายังต้องคำนึงถึงอายุการใช้งานของแบตเตอรี่จากการถ่ายเทพลังงานที่รวดเร็วอีกด้วย
นักวิจัยยังทำงานเกี่ยวกับความสามารถในการปรับแต่งทางไฟฟ้า เพื่อให้สามารถชาร์จและคายประจุอุปกรณ์ได้เพียงแค่สะบัดสวิตช์ไฟฟ้า แทนที่จะอาศัยแสงเลเซอร์ที่ฉายออกไปเพื่อกระตุ้นคิวบิต เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในสถาปัตยกรรมอื่นๆ
“เราเชื่อว่านี่เป็นสิ่งสำคัญ ทรานซิสเตอร์ใด ๆ ในวงจรรวมใด ๆ ก็ตาม จะถูกควบคุมด้วยระบบไฟฟ้า และเราต้องการควบคุมการดูดซับซุปเปอร์พลังงานของคิวบิตและการจัดเก็บพลังงานโดยรวมในอุปกรณ์แบตเตอรี่เช่นนี้จริงๆ”
Polini ไม่ได้ระบุว่าเมื่อใด “งานระยะสั้น” เหล่านี้จะบรรลุผลสำเร็จ แต่เป็นที่ชัดเจนว่าขั้นตอนในอนาคต คือการสำรวจวิธีการที่ดีที่สุดในการขยายขนาดอุปกรณ์ไปสู่การใช้งานจริง
Polini ยังได้กล่าวเสริมว่า นักวิจัยในสาขาพลังงานควอนตัมไม่ได้เผชิญกับความท้าทายที่น่ากลัวเช่นเดียวกับเพื่อนร่วมงานด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมของพวกเขา “เราไม่ได้ดำเนินการเชิงตรรกะ แต่เรากำลังหาวิธีกักเก็บพลังงาน ดังนั้นเราจึงไม่จำเป็นต้องสร้างคิวบิตที่มีความซับซ้อนเป็นพิเศษ หรือบรรลุการแก้ไขข้อผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้น ซึ่งหากเรามีคิวบิตจำนวนหนึ่ง แม้ไม่ใช่ทั้งหมดที่จะอยู่ในสถานะพลังงานที่เต็มเปี่ยมอันเนื่องมาจากข้อผิดพลาดเล็กน้อยระหว่างการชาร์จ ซึ่งเราอาจจะมีพลังงานน้อยลงเล็กน้อย แต่เราก็สามารถอยู่กับสิ่งนั้นได้”
เขากล่าวเสริมว่า “ความสนใจในขอบเขตใหม่ของฟิสิกส์ควอนตัมไม่เคยมีมากขนาดนี้มาก่อน และตอนนี้เราเห็นความสนใจและวุฒิภาวะเพียงพอในเทคโนโลยีของเราสำหรับนักลงทุน ที่จะมอบเงินทุนให้กับการวิจัยเช่นนี้ เราถือว่านี่เป็นความพยายามที่ท้าทายและทะเยอทะยาน และถึงเวลาแล้วในการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้”
