При традиционните батерии по-големият капацитет обикновено означава и по-дълго време за зареждане. На квантово равнище обаче физичните закони позволяват различен сценарий – система, която приема енергия все по-бързо с увеличаването на размера си.

Именно върху този принцип работи екипът на Джеймс Куач от австралийската национална научна агенция CSIRO, пише BBC. През март 2026 г. учените представиха прототип, който определят като първата функционираща квантова батерия в света. Разработката все още е на експериментален етап, но показва възможност за съхраняване и извличане на енергия чрез квантови ефекти вместо чрез традиционните електрохимични процеси.

Практическото приложение остава далечна перспектива. Част от изследователите виждат потенциал за захранване на квантови устройства, докато по-амбициозните прогнози допускат технологията един ден да намери място и в конвенционалната електроника. Други учени обаче поставят под съмнение дали подобни батерии изобщо могат да бъдат мащабирани до степен, която би ги направила реална алтернатива на съществуващите решения.

Идеята за квантовите батерии възниква от по-широкия въпрос доколко законите, които ограничават класическите системи, остават в сила на атомно и субатомно равнище. Първоначално изследванията са предимно теоретични, но постепенно очертават възможност за различен подход към управлението на енергията.

Изследване на Техническия университет на Дания показва, че комбинирането на генеративен изкуствен интелект с квантови процесори открива по-успешни молекули за лекарства, дори при силно ограничени данни

Могат ли AI и квантовите изчисления да генерират нови пептиди?

Важен момент настъпва през 2015 г., когато учени установяват, че явления като квантовото заплитане могат да повишат ефективността при зареждането и разреждането. Потенциалът на технологията не е толкова в съхраняването на по-големи количества енергия, колкото в способността тя да бъде прехвърляна значително по-бързо и с по-прецизен контрол.

Така фокусът постепенно се измества от чисто теоретичния въпрос дали квантовата физика позволява подобно предимство към по-практичен проблем – как то може да бъде реализирано в работещо устройство. 

Един от експерименталните подходи използва оптична микрокухина – две миниатюрни огледала, разположени на едва 100 нанометра едно от друго, или разстояние около хиляда пъти по-малко от дебелината на човешки косъм. Между тях екипът на Куач поставя молекули на органично багрило, които се облъчват с лазер. 

При тези условия светлината взаимодейства силно с молекулите и се образуват хибридни състояния светлина–материя. Това поражда т.нар. свръхабсорбция, при която отделните части на системата вече не приемат енергия независимо една от друга, а започват да действат колективно.

Този механизъм обяснява необичайното поведение на прототипа. С увеличаването на броя на молекулите нараства и скоростта, с която системата поглъща енергия. Така размерът, който при традиционните батерии обикновено удължава зареждането, при квантовата разработка може да има обратен ефект.

Първите резултати са демонстрирани през 2022 г. Устройството се зарежда за фемтосекунди – квадрилионни части от секундата – и успява да задържи получената енергия за наносекунди. През март 2026 г. учените правят още една важна крачка, като за пръв път извличат електрически ток от прототипа. Това показва, че натрупаната енергия може не само да бъде съхранена, макар и за кратко, но и да бъде използвана извън самата система.

Оптичната микрокухина е само един от възможните подходи към квантовите батерии. Други разработки разчитат на свръхпроводящи материали, каквито вече се използват в квантовите компютри. Същественото предимство на метода на Куач е работата при стайна температура, докато свръхпроводящите системи изискват охлаждане до под около -150°C.

Това обаче не означава непременно, че микрокухините ще се окажат по-подходящи за бъдещи практически приложения. Квантовият физик Мауро Патерностро от Queen's University Belfast ги определя като убедителен начин за доказване на предимството при зареждането, но посочва, че свръхпроводящите конструкции позволяват по-добър контрол при последващото извличане на енергията.

Инвеститорският апетит изстрелва оценките на компаниите за квантови технологии, въпреки че остават години до реалния пробив

Квантовите компании щурмуват борсата

Тъкмо тук се намира една от основните пречки пред технологията. Сегашният прототип съхранява минимално количество енергия и то само за наносекунди – твърде малко и твърде кратко, за да има практическа употреба. Освен това квантовите състояния са изключително чувствителни към взаимодействията с околната среда, които могат да нарушат ефекта и да доведат до загуби.

Затова следващата задача е не просто увеличаване на капацитета, а съчетаване на различните преимущества в една система. Екипът на Куач разработва хибридна конструкция, в която квантови компоненти осигуряват бързото приемане на енергия, а класически слоеве трябва да я задържат за по-дълъг период. Успоредно с това се проучва възможността множество микроскопични батерии да бъдат обединени, за да се постигне по-голям общ капацитет.

Дори тези технически препятствия да бъдат преодолени, първите приложения вероятно няма да бъдат в смартфони или автомобили. По-реалистична възможност са квантовите устройства, където технологията би могла да допринесе за по-ниско енергопотребление, по-висока скорост и ограничаване на грешките.

Далеч по-спорна е перспективата за навлизане в ежедневната електроника. Куач допуска, че използването на лазер за зареждане в бъдеще би позволило дори подаване на енергия към електромобили в движение. Подобен сценарий обаче предполага значително по-голям капацитет и надеждност от постигнатите досега.

Част от учените се съмняват, че технологията някога ще достигне такъв мащаб. Физикът Дарио Фераро от Университета в Генуа смята, че естественото ѝ приложение вероятно ще остане при квантовите системи, без да измества литиево-йонните батерии в телефоните и електрическите автомобили.

Затова бъдещето на квантовите батерии засега зависи не толкова от скоростта на зареждане – предимство, което експериментите вече демонстрират – колкото от възможността натрупаната енергия да бъде съхранявана достатъчно дълго и извличана по контролиран начин. Именно преодоляването на тези ограничения ще определи дали разработката ще остане интересен квантов експеримент, или ще намери практическо приложение.