Austrália vyvinula prvý prototyp kvantovej batérie na svete

Prekvapivý prelom

Austrálskym vedcom sa podarilo dosiahnuť niečo, čo bolo kedysi čisto teoretické: funkčnú kvantovú batériu, ktorá sa nabíja, ukladá a uvoľňuje energiu. Prototyp zariadenia, vyvinutý výskumníkmi z CSIRO, RMIT University a University of Melbourne, predstavuje prvý prípad, kedy kvantová batéria absolvovala kompletný cyklus nabíjania a vybíjania, ako vyplýva zo zistení publikovaných v marci 2026 v časopise Light: Science & Applications.

Toto miniatúrne, vrstvené organické zariadenie je možné bezdrôtovo nabíjať pomocou lasera – dosiahne plné nabitie už za femtosekundy, teda kvadriliontiny sekundy. Azda najpozoruhodnejším aspektom je však vlastnosť, ktorá sa prieči bežnej intuícii: kvantová batéria sa nabíja rýchlejšie, čím je väčšia.

Ako fungujú kvantové batérie

Na rozdiel od konvenčných batérií, ktoré ukladajú energiu prostredníctvom chemických reakcií, kvantové batérie využívajú kolektívne kvantové efekty – javy vyplývajúce z pravidiel superpozície a previazanosti v subatomárnom meradle. Molekuly vo vnútri zariadenia neabsorbujú energiu individuálne. Namiesto toho sa správajú kolektívne a zdieľajú prichádzajúcu energiu v koordinovanom výbuchu známom ako "superabsorpcia."

"Čím viac molekúl je v zariadení, tým rýchlejšie sa každá z nich nabíja," vysvetlil Dr. James Quach, vedúci vedecký pracovník pre kvantovú vedu a technológie v CSIRO, ktorý viedol konštrukciu prototypu. Doba nabíjania sa znižuje úmerne druhej odmocnine počtu molekulárnych jednotiek – škálovacia výhoda, ktorá sa s veľkosťou dramaticky zvyšuje.

Zariadenie si tiež udržalo uloženú energiu po dobu nanosekúnd, čo je približne šesť rádov dlhšie, ako trvalo jeho nabitie. Hoci sa nanosekundy môžu zdať prchavé, tento pomer predstavuje významný úspech v kvantovej oblasti.

Potenciál škálovania – a tvrdé limity

Elektrický vybíjací výkon prototypu sa škáluje superextenzívne, čo znamená, že rastie rýchlejšie ako počet molekúl, ktoré batéria obsahuje. To je v ostrom kontraste s klasickými batériami, kde škálovanie zvyčajne prináša neefektívnosť.

Technológia je však stále ďaleko od toho, aby bola pripravená pre spotrebiteľov. Súčasné zariadenie ukladá len niekoľko miliárd elektrónvoltov energie – o niekoľko rádov príliš málo na napájanie smartfónu, nieto ešte elektromobilu. Jeho udržanie nabitia, merané v nanosekundách, je príliš krátke pre bežné aplikácie.

Výskumný tím už v tejto oblasti dosiahol pokrok. V júli 2025 výskumníci z RMIT a CSIRO predĺžili životnosť kvantovej batérie 1000-násobne, z nanosekúnd na mikrosekundy – čo je zásadný krok k súčasnému prelomovému objavu.

Kde by mohli mať kvantové batérie význam

Hoci napájanie bežnej elektroniky zostáva vzdialeným cieľom, najsľubnejšie krátkodobé využitie tejto technológie môže byť v samotných kvantových počítačoch. Keď sa kvantové procesory rozšíria za hranice laboratórnych obmedzení, budú potrebovať systémy na ukladanie energie, ktoré fungujú pri kompatibilných rýchlostiach a mierkach. Kvantová batéria s izbovou teplotou a ultrarýchlym nabíjaním by mohla byť presne to, čo kvantové počítače potrebujú.

Okrem výpočtovej techniky si výskumníci predstavujú potenciálne aplikácie v:

• Ultrarýchlom nabíjaní elektromobilov – ak sa dá predĺžiť doba ukladania
• Bezdrôtovom prenose energie na diaľku
• Ukladaní energie v sieťach novej generácie s využitím superextenzívneho škálovania

Ďalšia cesta

Úspech austrálskeho tímu transformuje kvantové batérie z teoretickej kuriozity na experimentálne overený koncept. Ďalšou kritickou prekážkou je predĺženie doby ukladania energie z nanosekúnd na prakticky využiteľné trvanie. Ak sa túto výzvu podarí prekonať, kvantové batérie by mohli zásadne zmeniť spôsob, akým uvažujeme o ukladaní energie – nie ako o pomalom chemickom procese, ale ako o okamžitej kvantovej udalosti.