Wyobraź sobie baterię, która działa dokładnie odwrotnie niż wszystkie znane nam do tej pory. Zamiast ładować się wolniej, gdy jest większa, ładuje się szybciej. Brzmi jak pogwałcenie zdrowego rozsądku – a jednak australijscy naukowcy właśnie zbudowali pierwszy na świecie działający prototyp takiego urządzenia. Bateria kwantowa łamie jedną z najbardziej podstawowych zasad energetyki.
Efekt zbiorowy zamiast chemii
Przełomu dokonał zespół CSIRO we współpracy z RMIT University i University of Melbourne. Sekret tkwi w fundamentalnie odmiennej zasadzie działania. Konwencjonalne baterie opierają się na reakcjach chemicznych i ładują się tym wolniej, im są większe. Bateria kwantowa wykorzystuje natomiast zjawisko zwane „efektami zbiorowymi”.
Mechanizm jest następujący: gdy wszystkie jednostki magazynujące ładują się jednocześnie, każda z nich ładuje się w czasie 1/√N sekundy, gdzie N to liczba jednostek. W praktyce oznacza to, że podwojenie rozmiaru baterii sprawia, że naładuje się ona w nieco ponad połowę dotychczasowego czasu.
Ładowana laserem, przechowuje milion razy dłużej
Sam prototyp to maleńka, wielowarstwowa organiczna mikrownęka, ładowana bezprzewodowo za pomocą lasera. Zaawansowana spektroskopia potwierdziła istotny sukces: urządzenie zachowywało zmagazynowaną energię przez sześć rzędów wielkości dłużej, niż trwało jej ładowanie – czyli około miliona razy dłużej.
To ważny postęp w stosunku do wcześniejszej wersji. Dr James Quach z CSIRO, który pracuje nad bateriami kwantowymi od 2018 roku, zbudował w 2022 roku prototyp, który potrafił się ładować, ale nie umiał oddawać energii. W nowym urządzeniu przezwyciężono to ograniczenie, dodając warstwy przekształcające zmagazynowaną energię w prąd elektryczny.
Pierwsze zastosowanie: komputery kwantowe
Uczciwość wymaga umiaru w entuzjazmie. Pojemność baterii pozostaje mikroskopijnie mała – zaledwie kilka miliardów elektronowoltów – a ładunek utrzymuje się jedynie przez nanosekundy. To zdecydowanie za mało i za krótko, by zasilić jakiekolwiek codzienne urządzenie. „Jeśli chcesz móc rozmawiać z kimś przez telefon komórkowy, potrzebujesz baterii, która utrzyma ładunek dłużej niż kilka nanosekund” – przyznał Quach.
Zanim technologia trafi do samochodów czy telefonów, znajdzie prawdopodobnie zastosowanie tam, gdzie skala nanosekund i mikroskopijne rozmiary nie są przeszkodą – w komputerach kwantowych. Baterie kwantowe mogłyby służyć jako wewnętrzne źródła zasilania dla kubitów. Opublikowane w styczniu 2026 roku badanie CSIRO pokazało, że mogłyby one teoretycznie czterokrotnie zwiększyć liczbę kubitów w komputerze kwantowym, jednocześnie zmniejszając wymagania dotyczące chłodzenia i okablowania.
Wizja: ładowanie szybsze niż tankowanie
Długoterminowa wizja jest jednak znacznie ambitniejsza. „Moim ostatecznym celem jest przyszłość, w której będziemy mogli ładować samochody elektryczne znacznie szybciej niż tankować samochody benzynowe, lub ładować urządzenia bezprzewodowo na dużych odległościach” – opisał Quach.
Droga do tego celu jest długa. Kolejnym priorytetem zespołu jest wydłużenie czasu przechowywania energii i zwiększenie skali prototypów. Możliwym rozwiązaniem pośrednim jest model hybrydowy – łączący błyskawiczne ładowanie baterii kwantowej z długim przechowywaniem energii przez baterię konwencjonalną. To właśnie ta paradoksalna cecha – im większa, tym szybsza – sprawia, że bateria kwantowa może kiedyś przełamać barierę, która dziś najbardziej ogranicza elektromobilność: czas ładowania. Wciąż jesteśmy na samym początku tej drogi, ale kierunek został wyznaczony.