¿Qué es una batería cuántica? ¿Y cuándo podrá alimentar mi laptop?

La batería moderna ha recorrido un largo camino en sus 224 años de historia. Desde los montones de discos metálicos y paños empapados en salmuera de Alessandro Volta, ahora contamos con baterías del tamaño de una galleta que pueden durar días antes de necesitar recargarse. Sin embargo, ¿cuál es el límite de los dispositivos actualmente en el mercado? ¿Qué tipo de desafíos técnicos deben superarse para romper ese techo y cuándo se superarán tales obstáculos? ¿Cuál es el futuro del almacenamiento de energía?

Un grupo de científicos en todo el mundo está trabajando en una respuesta: una tecnología de baterías que utiliza las leyes de la física cuántica, en lugar de la física clásica, para retener una carga. Es un camino muy largo, pero como se dice, Roma no se construyó en un día, y ciertamente no se alimentó con una sola fuente de energía.

Una batería es un componente tecnológico que utiliza reacciones químicas para producir energía eléctrica. Las baterías domésticas generan energía eléctrica a través del flujo de electrones a través de un circuito. A lo largo de los siglos, se han desarrollado diferentes tipos de celdas de batería. En 1749, Benjamin Franklin se considera que acuñó el término "batería eléctrica" en una carta, que concluyó con un ingenioso juego sobre las maravillas de la electricidad.

Avanzando un poco en el tiempo, en 1859 apareció la batería de plomo-ácido, la primera con la capacidad de recargarse invirtiendo la corriente a través del sistema. A finales del siglo XX, la batería de ion litio se puso de moda y ha seguido siendo popular desde entonces, utilizando diferentes combinaciones de litio con otros metales y fosfatos. Pero a lo largo de la historia de la batería moderna, el principio básico de una reacción química que genera energía eléctrica no ha cambiado.

Diferente es la situación con las baterías cuánticas, que se imaginan como dispositivos que almacenan energía utilizando la entrelazamiento cuántico u otros comportamientos que conectan más estrechamente la batería y su fuente. Estas baterías cuánticas están compuestas por muchas celdas cuánticas que actúan como una gran batería cuántica.

La física cuántica, con sus partículas en estados cuánticos, funciona bajo un conjunto de reglas totalmente diferente al de las partículas que nos rodean. Las partículas adquieren estados cuánticos en condiciones extremas: temperaturas muy bajas y en el vacío. En estas condiciones, las partículas pueden actuar como múltiples cosas a la vez.

Los sistemas cuánticos pueden mostrar entrelazamiento, un fenómeno por el cual dos o más partículas cuánticas definen las características entre sí. En los ordenadores cuánticos, los átomos en una serie llevan la información necesaria para la operación dada, al igual que los bits en un ordenador ordinario. Estos átomos son bits cuánticos, o qubits.

Las operaciones cuánticas son delicadas. En el momento en que se hace cierto cualquier valor en un sistema cuántico, la operación se desmorona y todo el sistema vuelve a un estado clásico.

Las baterías cuánticas aún se encuentran en una etapa inicial de investigación y desarrollo, pero prometen revolucionar la forma en que almacenamos, transportamos y controlamos la energía. Aunque su comercialización está lejos, el potencial de las baterías cuánticas abre un abanico de posibilidades para mejorar la eficiencia energética.