Учёные из Австралии представили рабочий прототип аккумулятора, скорость зарядки которого парадоксальным образом возрастает при увеличении его размеров.
Австралийские физики перевели концепцию квантовых источников питания из области сложных теоретических расчетов в реальную инженерную плоскость. Группа исследователей из Мельбурнского университета, Королевского Мельбурнского технологического института (RMIT) и национального научного агентства CSIRO представила первый в мире полноценный прототип квантовой батареи. Главное достижение команды заключается в том, что устройство способно выполнять полный рабочий цикл: оно не только принимает и накапливает энергию, но и успешно отдает ее в виде электрического тока. Результаты этого масштабного исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале Light: Science & Applications, зафиксировав важную веху в развитии технологий хранения данных.
В отличие от привычных литий-ионных аккумуляторов, работа которых основана на медленных химических реакциях, новая разработка опирается на принципы квантовой механики — суперпозицию и квантовую запутанность. Ведущий автор исследования, руководитель направления квантовых технологий CSIRO Джеймс Квач отмечает, что традиционные батареи заряжаются последовательно, из-за чего электромобилям требуются часы на восстановление запаса хода на зарядных станциях. Квантовая батарея работает совершенно иначе благодаря так называемому коллективному эффекту. Все элементы внутри такой системы поглощают энергию не по отдельности, а одновременно. Возникает парадоксальное с точки зрения классической макроскопической физики явление: чем больше размер аккумулятора и количество молекул в нем, тем быстрее он восполняет заряд.
Сам по себе прототип представляет собой сложную многослойную органическую микрополость, способную эффективно «запирать» внутри себя свет. В основе конструкции лежит специальный молекулярный поглощающий материал, а сам процесс зарядки происходит беспроводным способом с помощью направленного лазерного луча. Примечательно, что система стабильно функционирует при комнатной температуре, что выгодно отличает ее от современных квантовых компьютеров, требующих экстремального охлаждения жидким гелием. Поведение устройства и его рабочие характеристики были детально подтверждены методами передовой спектроскопии, доказавшими, что теоретические выкладки прошлого десятилетия полностью применимы на практике.
Путь к этому устройству занял у научного коллектива несколько лет напряженной работы. Еще в 2022 году та же команда продемонстрировала способность квантовых систем к сверхбыстрому поглощению энергии, однако тогда ученые столкнулись с серьезной проблемой — они не могли извлечь накопленный заряд обратно для полезного использования. В новой итерации микрополости исследователи добавили слои, которые успешно конвертируют захваченный свет в электрический ток. Именно это технологическое решение превратило сугубо лабораторный физический феномен в прототип реального устройства.
Несмотря на очевидный научный прорыв, до коммерческого внедрения технологии предстоит пройти долгий путь. На данном этапе квантовая батарея способна хранить лишь несколько миллиардов электронвольт энергии, чего пока недостаточно для питания даже самых крошечных бытовых датчиков. Кроме того, время удержания заряда измеряется наносекундами. Хотя для квантового мира это огромное достижение — энергия сохраняется на шесть порядков дольше, чем длится сам процесс фемтосекундной зарядки, — для повседневного использования такие показатели еще слишком малы. Сейчас основные усилия физиков направлены на гибридизацию технологий: объединение невероятной скорости зарядки квантовых систем с длительным временем хранения энергии, свойственным классическим химическим элементам.
В перспективе подобные инновации могут кардинально изменить архитектуру энергосистем. На первых порах микроскопические сверхбыстрые элементы питания идеально подойдут для обслуживания самих квантовых компьютеров и сложных медицинских сенсоров. По мере масштабирования технологии инженеры рассчитывают создать накопители, способные мгновенно заряжать крупную технику, окончательно решив проблему длительного ожидания у розеток.
Развитие подобных технологий на наших глазах меняет облик современной энергетики и микроэлектроники. Следить за тем, как фундаментальная наука превращается в рабочие инженерные решения, можно подписавшись на телеграм-канал Digital Report.
- Aнонсирована Minecraft Dungeons II с релизом уже этой осенью - 21/03/2026 20:49
- Apple переносит релиз базового iPhone 18 - 21/03/2026 20:32
- Cоздана первая в мире квантовая батарея с мгновенной зарядкой - 21/03/2026 20:09
