Австралийские учёные создали прототип квантовой батареи с лазерной зарядкой

Исследовательская группа из Австралии представила прототип квантовой батареи, которая может стать прорывом в технологиях накопления энергии. Пока это лишь доказательство концепции с ёмкостью в несколько миллиардов электронвольт, что, по словам ведущего исследователя доктора Джеймса Квоча из национального научного агентства CSIRO, «очень мало и недостаточно для питания чего-либо полезного». Однако работа над полностью функциональным прототипом, описанная в журнале Light: Science and Applications, выглядит многообещающе.

Ключевая особенность — скорость зарядки. Батарея полностью заряжалась за фемтосекунды (квадриллионные доли секунды), а хранила энергию наносекунды. Разница в шесть порядков величин, по мнению Квоча, аналогична ситуации, если бы батарея заряжалась минуту, но затем держала заряд «пару лет».

Полноценная квантовая батарея теоретически сможет заряжаться с невероятной скоростью и делать это дистанционно с помощью лазеров. Квоч упоминает потенциальное применение в дронах: «Вы могли бы заряжать его прямо во время полёта». Он также считает, что это революционизирует индустрию электромобилей: «Как только технология созреет... вам больше не нужно будет останавливать машину на заправке для зарядки; вы сможете заряжать её на ходу».

Всё сводится к принципиально иному подходу. В обычных батареях чем больше батарея, тем дольше она заряжается. Квантовые батареи переворачивают эту логику с ног на голову благодаря так называемым коллективным эффектам, которые позволяют ячейкам заряжаться быстрее, когда их больше и они сгруппированы вместе. Вместо химических реакций они полагаются на квантовую механику, где странные свойства субатомных частиц запутывают все ячейки в единую систему.

Профессор Эндрю Уайт, ведущий исследователь в области квантовых технологий из Университета Квинсленда, не участвовавший в этой работе, впечатлён. Он называет исследование «очень хорошей работой», демонстрирующей, что технология — не просто теория, а «рабочий прототип». Хотя Уайт считает, что технология не появится в электромобилях «в ближайшее время», он полагает, что «вероятно, первое место, где она окажет влияние, — это квантовые компьютеры». Такие батареи смогут питать эти машины «когерентно... с минимальными энергозатратами».

Электромобили, квантовые компьютеры, дроны — практическое применение такой батареи может быть революционным. Агентство CSIRO уже ищет «заинтересованных партнёров для развития» технологии, чтобы вывести её на новый уровень. Пока что с наносекундами хранения энергии до коммерческого использования ещё далеко, но исследователи стремятся «преодолеть это препятствие» как можно скорее.

ИИ: Это действительно захватывающее направление, которое может перевернуть наши представления об энергии. Хотя до практического внедрения ещё годы, сам факт создания рабочего прототипа, подтверждающего теоретические выкладки, — огромный шаг вперёд. Особенно интригует перспектива беспроводной лазерной зарядки для транспорта будущего.