Construyen la primera batería cuántica del mundo: se carga más rápido cuanto más grande es

Un equipo de investigadores de la Universidad de Melbourne, la Universidad RMIT y la agencia científica nacional CSIRO en Australia presentó el primer prototipo funcional de batería cuántica del mundo.

Este avance, basado en los principios de la física cuántica, plantea una diferencia radical frente a las baterías tradicionales: su velocidad de carga aumenta a medida que crece su tamaño, abriendo nuevas perspectivas para el almacenamiento y la gestión de energía.

La investigación cuántica ha permitido el desarrollo de computadoras con capacidades inéditas gracias a propiedades como la superposición y el entrelazamiento. Ahora, estos fenómenos se exploran en el campo energético.

El investigador de CSIRO, James Quach, lleva desde 2018 trabajando en la idea de una batería cuántica. En 2022 logró crear un primer prototipo capaz de cargarse, aunque sin posibilidad de descarga controlada. El desarrollo actual soluciona esta limitación, permitiendo tanto la carga como la descarga del dispositivo.

¿Cómo funciona una batería cuántica?

La batería desarrollada por el equipo australiano se compone de una microcavidad orgánica multicapa creada con materiales capaces de atrapar luz. Para cargarla, se emplea un láser que transfiere energía de forma inalámbrica. El equipo utilizó técnicas avanzadas de espectroscopía para confirmar el comportamiento de carga de la batería.

La diferencia fundamental reside en cómo se comportan las unidades internas del sistema: en lugar de cargarse de forma individual, todas las unidades se cargan colectivamente, aprovechando los efectos cuánticos peculiares del material. De esa manera, a mayor número de unidades, la carga se realiza más rápidamente.

Por ejemplo, si una batería convencional con N unidades requeriría N segundos para cargarse individualmente, la batería cuántica puede cargarse en solo 1/√N segundos en conjunto. Así, duplicar el tamaño de la batería reduce el tiempo de carga a poco más de la mitad del necesario para el dispositivo original, lo opuesto a lo que ocurre con las baterías químicas convencionales, cuyo tiempo de carga aumenta al crecer su capacidad.

Potencial y desafíos para el futuro

La batería cuántica australiana representa un avance conceptual y experimental, pero aún está lejos de ser una solución lista para el mercado.

Actualmente, la cantidad de carga que puede almacenar es extremadamente pequeña, en el rango de miles de millones de electronvoltios, insuficiente incluso para alimentar un teléfono móvil. Además, solo logra retener esa energía durante unos pocos nanosegundos.

Pese a estas limitaciones, los investigadores consideran que el camino es prometedor. “Nuestro dispositivo de prueba demuestra una carga rápida y escalable junto con almacenamiento de energía a temperatura ambiente, lo que sienta las bases para soluciones energéticas de próxima generación”, afirmó James Quach en un comunicado.

El equipo trabaja ahora en escalar el prototipo y analizar cuánto tiempo puede mantener la carga, con la mira puesta en lograr un equilibrio entre la velocidad de carga cuántica y la capacidad de almacenamiento de las baterías convencionales.

De la computación cuántica a la movilidad eléctrica

Aunque la viabilidad comercial aún está lejos, la batería cuántica podría tener aplicaciones relevantes en la propia computación cuántica, que requiere sistemas energéticos a la altura de su complejidad.

No se descarta que, en el futuro, estos dispositivos permitan cargar autos eléctricos más rápido que llenar un tanque de gasolina o suministrar energía a dispositivos a distancia de forma inalámbrica.

Para Quach, la meta a largo plazo es “un futuro donde podamos cargar autos eléctricos mucho más rápido que los de gasolina, o cargar dispositivos a largas distancias sin cables”. Por ahora, el avance representa un primer paso en la exploración de una nueva frontera tecnológica, con el potencial de transformar la forma en la que se almacena y distribuye la energía.