Bateria care ar putea schimba complet modul în care folosim energia. Ar putea ajunge într-o zi chiar și la mașinile electrice

O echipă de cercetători a realizat primul prototip funcțional de baterie cuantică din lume, o tehnologie care contrazice una dintre regulile cu care suntem obișnuiți în cazul bateriilor convenționale. În loc să se încarce mai greu pe măsură ce dimensiunea bateriei crește, bateria cuantică se poate încărca mai rapid cu cât conține mai multe molecule.

O baterie cuantică promite să schimbe regulile

Descoperirea ar putea avea implicații importante pentru viitorul tehnologiei cuantice. Cercetătorii consideră că bateriile cuantice ar putea ajunge să alimenteze dispozitive cuantice, inclusiv computere cuantice, iar cei mai optimiști susțin că tehnologia ar putea fi folosită într-o zi chiar și pentru telefoane sau vehicule electrice.

Domeniul este însă încă într-o etapă incipientă, iar eficiența bateriilor cuantice în aplicațiile reale rămâne intens dezbătută, conform informațiilor publicate de BBC.

De ce bateriile cuantice încalcă regulile obișnuite

În cazul bateriilor convenționale, cu cât dispozitivul este mai mare, cu atât durează mai mult încărcarea. Un laptop poate avea nevoie de câteva ore pentru a se încărca, în timp ce o mașină electrică este de regulă lăsată la încărcat peste noapte.

La nivel atomic și subatomic, însă, mecanica cuantică funcționează după reguli diferite. James Quach, cercetător în știința cuantică la agenția națională australiană Csiro, lucrează la dezvoltarea unei baterii care răstoarnă această logică.

În martie 2026, echipa sa a prezentat ceea ce consideră a fi primul prototip funcțional de baterie cuantică din lume.

Ideea este comparată cu potențialul computerelor cuantice, despre care se estimează că ar putea transforma radical domeniul calculatoarelor. În mod similar, susținătorii bateriilor cuantice consideră că acestea ar putea produce schimbări majore în modul în care energia este stocată și furnizată.

Nu este vorba despre stocarea unei cantități uriașe de energie

Bateriile convenționale funcționează prin reacții chimice și electrochimice care pun în mișcare cel puțin 10 miliarde de miliarde de electroni prin dispozitivul alimentat. Tehnologia se bazează pe procese electrochimice cercetate pentru prima dată în urmă cu mai bine de două secole, chiar dacă bateriile moderne au beneficiat de îmbunătățiri tehnologice importante.

Acest lucru i-a determinat pe unii cercetători să caute alternative bazate pe efectele mecanicii cuantice.

Principalul avantaj al bateriilor cuantice nu ar fi neapărat capacitatea de a stoca o cantitate enormă de energie, ci posibilitatea de a furniza energia mai rapid și cu un control mai bun.

Cercetările care au pus bazele conceptului au pornit inițial din curiozitatea oamenilor de știință de a afla ce legi ale fizicii clasice ar putea fi depășite în lumea cuantică. Un studiu important publicat în 2015 a arătat că fenomenul de inseparabilitate cuantică, cunoscut drept entanglement, ar putea permite bateriilor cuantice să se încarce și să se descarce mai eficient decât cele convenționale.

Mecanica cuantică include numeroase fenomene neobișnuite, printre care particule care pot manifesta corelații la distanțe foarte mari și fenomene asociate cu ideea unui timp care curge în sens invers.

Cum funcționează prototipul

James Quach a testat o metodă de valorificare a efectelor cuantice cu ajutorul unei microcavități optice. Sistemul experimental folosește două oglinzi extrem de mici, amplasate la aproximativ 100 de nanometri una de cealaltă. Distanța este de aproximativ o mie de ori mai mică decât grosimea unui fir de păr uman.

Spațiul dintre oglinzi este umplut cu molecule de colorant organic, după care asupra sistemului este proiectat un laser. În aceste condiții, lumina și moleculele ajung să fie puternic cuplate și formează stări hibride lumină-materie.

Acest proces îmbunătățește capacitatea sistemului de a absorbi și stoca energie și poartă numele de superabsorbție.

Superabsorbția explică una dintre cele mai surprinzătoare proprietăți ale bateriei cuantice. În fizica clasică, moleculele se comportă independent, iar fiecare absoarbe energie într-un ritm care nu depinde de moleculele din jur.

Efectele cuantice schimbă însă comportamentul acestora. Moleculele acționează colectiv și se pot sincroniza, astfel încât viteza de absorbție a energiei crește odată cu numărul lor.

Prin urmare, cu cât bateria conține mai multe molecule, cu atât se poate încărca mai rapid.

Prototipul lui Quach s-a încărcat în femtosecunde, adică în cvadrilioane de secundă, și a păstrat energia timp de nanosecunde. Intervalul de stocare a fost astfel de aproximativ șase ordine de mărime mai mare decât timpul necesar încărcării.

Fenomenul fusese demonstrat pentru prima dată de Quach și echipa sa în 2022. În martie 2026, cercetătorii au adăugat o etapă importantă: au reușit să extragă un curent electric din prototip. La intensități mai mari, acest curent ar putea fi folosit pentru încărcarea unor dispozitive.

O alternativă folosește materiale supraconductoare

Microcavitatea optică nu reprezintă singura metodă prin care poate fi construită o baterie cuantică. O altă abordare se bazează pe materiale supraconductoare, care sunt deja utilizate pe scară largă în domeniul computerelor cuantice.

Sistemul lui Quach are însă un avantaj major: poate funcționa la temperatura camerei.

În schimb, bateriile cuantice bazate pe materiale supraconductoare funcționează doar la temperaturi criogenice, începând de la valori mai mici de minus 150 de grade Celsius.

Din acest motiv, soluția supraconductoare poate fi potrivită pentru computere cuantice, dar este mult mai puțin practică pentru alimentarea unui telefon mobil.

Mauro Paternostro, fizician specializat în mecanica cuantică la Queen’s University Belfast, consideră că metoda bazată pe microcavitatea optică reprezintă în prezent cea mai solidă variantă pentru demonstrarea efectului de încărcare cuantică.

Pe termen lung, însă, el consideră că soluția supraconductoare ar putea fi mai avantajoasă pentru aplicații practice, deoarece energia poate fi extrasă mai ușor dintr-un astfel de sistem. Microcavitatea oferă o demonstrație clară a fenomenului colectiv, dar controlul asupra extragerii energiei într-o formă utilă și direcționată rămâne dificil.

Bateria poate stoca momentan foarte puțină energie

În ciuda progresului, prototipul realizat de echipa lui Quach este încă departe de a putea înlocui bateriile convenționale. În prezent, acesta poate stoca doar o cantitate foarte mică de energie, de ordinul câtorva miliarde de electronvolți, și o poate păstra doar câteva nanosecunde.

Pentru alimentarea dispozitivelor convenționale, bateria ar trebui să poată stoca mult mai multă energie pentru o perioadă mult mai lungă.

Quach susține însă că a obținut deja rezultate mai bune cu un nou design și lucrează în prezent la o lucrare științifică prin care să prezinte rezultatele.

Noua versiune utilizează o structură hibridă. Componentele cuantice permit încărcarea extrem de rapidă, în timp ce straturi clasice sunt adăugate pentru a păstra energia pentru mai mult timp.

Cercetătorul intenționează, de asemenea, să combine un număr mare de baterii cuantice microscopice pentru a crește capacitatea totală de stocare.

Combinarea celor două direcții, respectiv stocarea mai îndelungată prin intermediul structurii hibride și conectarea mai multor baterii microscopice, ar putea apropia tehnologia de momentul în care va putea alimenta un dispozitiv convențional.

Efectele cuantice sunt extrem de fragile

O problemă importantă este reprezentată de fragilitatea fenomenelor cuantice. Acestea pot fi perturbate cu ușurință prin observație sau interferențe.

Dario Ferraro, profesor asociat de fizică la Universitatea din Genova, avertizează că interacțiunile cu mediul pot degrada rapid efectele cuantice. Acest lucru ar putea limita atât performanța, cât și posibilitatea de extindere a tehnologiei la dimensiuni mai mari.

Rezolvarea acestei probleme este considerată esențială pentru trecerea bateriilor cuantice de la nivelul teoretic la aplicații practice.

Primele aplicații ar putea apărea în computerele cuantice

Dacă tehnologia va progresa suficient, primele aplicații importante ar putea apărea în domeniul computerelor cuantice.

Computerele cuantice sunt dezvoltate cu promisiunea de a executa anumite sarcini mai rapid decât cele mai performante supercomputere. În același timp, specialiștii au avertizat că această tehnologie ar putea reprezenta o amenințare pentru sistemele de criptare la nivel global.

Există însă și scepticism cu privire la ritmul în care vor apărea aceste tehnologii. Un studiu recent a inclus computerele cuantice, energia de fuziune și interfețele creier-computer printre tehnologiile despre care se spune în mod repetat că vor deveni disponibile în aproximativ cinci ani.

Quach este mai optimist în ceea ce privește bateriile cuantice și consideră că laboratorul său ar putea ajunge să alimenteze dispozitive cuantice cu astfel de baterii în următorii câțiva ani.

Dacă acest lucru va fi posibil, bateriile cuantice ar putea reduce cantitatea de energie consumată de computerele cuantice. În același timp, acestea ar putea contribui la creșterea vitezei de funcționare și la reducerea numărului de erori, ceea ce ar permite extinderea mai rapidă a computerelor cuantice.

Ar putea încărca într-o zi chiar și mașini electrice

Utilizarea bateriilor cuantice pentru dispozitivele convenționale este mai incertă. Quach consideră că o astfel de utilizare ar putea deveni posibilă într-o zi. Întrucât bateria este încărcată cu ajutorul unui laser, cercetătorul vede chiar și posibilitatea ca tehnologia să fie folosită pentru încărcarea vehiculelor electrice în timpul deplasării.

Un asemenea sistem ar putea elimina necesitatea opririi mașinii la stațiile de încărcare.

Dario Ferraro este însă mult mai sceptic în privința înlocuirii bateriilor convenționale cu baterii cuantice în dispozitivele de zi cu zi, precum telefoanele mobile sau vehiculele electrice. În opinia sa, domeniul natural al bateriilor cuantice este reprezentat de aplicațiile la scară cuantică.

Pentru Mauro Paternostro, principala problemă nerezolvată este găsirea unei metode prin care avantajul încărcării cuantice să fie păstrat, iar energia să poată fi extrasă simultan într-o stare controlată și utilizabilă.

Rezolvarea acestei probleme ar reprezenta adevărata descoperire majoră care ar putea transforma bateriile cuantice dintr-un experiment de laborator într-o tehnologie cu aplicații practice.