Дослідники з Державного об’єднання наукових та прикладних досліджень Австралії розробили прототип квантової батареї який суперечить традиційним принципам накопичення енергії. У цій системі швидкість заряджання зростає пропорційно до збільшення фізичних розмірів пристрою. Це досягається завдяки використанню квантових ефектів замість стандартних хімічних реакцій. Пристрій складається з оптичної мікропорожнини де два дзеркала розташовані на відстані 100 нанометрів одне від одного що в тисячу разів тонше за людську волосину.
Внутрішній простір мікропорожнини заповнений молекулами органічного барвника які піддаються випромінюванню лазера. Взаємодія світла з молекулами створює гібридні стани речовини відомі як поляритони. Виникає явище суперпоглинання під час якого молекули переходять у колективний стан замість індивідуального поглинання енергії. Саме ця колективна поведінка дозволяє системі заряджатися швидше при збільшенні кількості молекул що становить головну відмінність від звичних літій-іонних акумуляторів де зарядка сповільнюється зі збільшенням місткості.
Поточний прототип демонструє здатність заряджатися за фемтосекунди при цьому енергія зберігається протягом наносекунд що в мільйон разів довше за процес зарядки. На даному етапі обсяг накопиченої енергії становить лише кілька мільярдів електрон-вольт. Цієї величини недостатньо для живлення побутової електроніки чи транспортних засобів. Однак вчені успішно продемонстрували можливість вилучення електричного струму з квантової системи що є важливим кроком до створення функціональної технології накопичення енергії.
Однією з ключових переваг цієї розробки є стабільна робота при кімнатній температурі. Попередні концепції квантових батарей потребували використання надпровідних матеріалів та охолодження до температур нижче мінус 150 градусів за Цельсієм. Здатність до роботи у звичайних умовах значно спрощує потенційне впровадження технології в майбутньому. Вчені розглядають квантові комп’ютери як першу сферу застосування оскільки це дозволить зменшити енергоспоживання обчислювальних систем та підвищити їхню стабільність.
Основною складністю залишається вилучення накопиченої енергії у стабільній та контрольованій формі. Квантові стани є вразливими до зовнішніх перешкод що може призводити до швидкої втрати даних чи енергії. Дослідницька група зараз вивчає гібридні конструкції які поєднують квантові елементи для швидкого заряду зі звичайними шарами для тривалого зберігання. Отримані результати наразі проходять детальний аналіз для подальшої публікації в науковій літературі та верифікації фізичних показників роботи пристрою.
