As baterias que exploram fenômenos quânticos para se recarregarem prometem superar as baterias tradicionais tanto em desempenho quanto em durabilidade. Por isso, muitas empresas e universidades estão estudando essa nova tecnologia, que está fazendo progressos consideráveis.

Pela primeira vez, pesquisadores da Universidade de Tóquio exploraram um novo processo quântico, que ignora a noção convencional de causalidade, para melhorar ainda mais o desempenho dessas baterias e dar mais um passo em direção à possibilidade de adotá-las no mundo real. Mas vamos esclarecer as coisas.

A palavra "quantum", ou seja, a física que governa o mundo subatômico, agora tem inúmeras aplicações. De computadores, dos quais se fala muito, a baterias, de fato. Nesse campo, essa tecnologia permite a criação de produtos altamente eficientes com consumo de energia muito baixo.

As baterias quânticas têm a vantagem de se recarregarem rapidamente, mesmo quando há pouca energia disponível. Um estudo do Centro de Física Teórica de Sistemas Complexos do Instituto de Ciência Básica (IBS) na Coreia do Sul estima que o carregamento de uma bateria quântica é 200 vezes mais rápido que o normal, reduzindo uma recargad e 10 horas para somente 3 minutos e meio. No caso de uma estação ultrarrápida, este tempo cairia para apenas 9 segundos.

Recarga inovadora

As baterias quânticas estão sendo desenvolvidas atualmente. E aqui voltamos à pesquisa japonesa mencionada acima. O professor Yoshihiko Hasegawa, do Departamento de Engenharia de Informação e Comunicação da Universidade de Tóquio, juntamente com vários estudantes e pesquisadores, concentrou seu trabalho em estudar a melhor maneira de carregar uma bateria quântica, pois há mais de uma.

La rete di ricarica Mercedes in Nord America

A rede de carregamento da Mercedes na América do Norte

"Atualmente, as baterias usam produtos químicos como o lítio para armazenar energia", disse Yuanbo Chen, um dos estudantes envolvidos no trabalho de Hasegawa.

"Uma bateria quântica funciona de acordo com uma lógica diferente. As baterias químicas são regidas pelas leis da física clássica; as partículas microscópicas de natureza quântica seguem outras, oferecendo a possibilidade de explorar maneiras inovadoras de utilizá-las."

Os pesquisadores japoneses estavam particularmente interessados em como as partículas quânticas podem trabalhar para superar nossas crenças em uma de nossas experiências mais arraigadas, a do tempo.

Superposição quântica

Em colaboração com pesquisadores do Centro de Pesquisa em Ciências Computacionais de Pequim, a equipe japonesa tentou carregar uma bateria quântica usando dispositivos ópticos, como lasers, lentes e espelhos, explorando, acima de tudo, um método inovador.

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Il principio di sovrapposizione

Em geral, para carregar uma bateria quântica, procede-se por etapas sucessivas colocadas em uma ordem precisa. Isso ocorre porque a aleatoriedade, nesses campos, segue um caminho definido no qual um determinado evento (A) é seguido por um segundo (B) e depois por um terceiro (C) e assim por diante. A equipe japonesa, por outro lado, usou um novo efeito quântico que eles chamaram de ordem causal indefinida (ICO): ele permite que a aleatoriedade dos eventos prossiga em ambas as direções. De A para B, mas também de B para A, em um princípio conhecido como superposição quântica. 

"Com a ICO, mostramos que a maneira como você carrega uma bateria composta de partículas quânticas pode afetar drasticamente seu desempenho", acrescentou Chen. "Observamos ganhos enormes tanto na energia armazenada no sistema quanto naeficiência térmica. E, de forma um tanto contraintuitiva, descobrimos o efeito surpreendente de uma interação que é o inverso do que se poderia esperar: um carregador de baixa potência pode fornecer mais energia com maior eficiência do que um carregador de potência mais alta sendo usado pelo mesmo dispositivo.