البطارية الكمومية ليست صندوقًا يحتوي على مواد كيميائية، بل سلسلة من المغناطيسات الصغيرة (السبينات) قادرة على تخزين الطاقة. حيلتها الرئيسية: شحن العديد من الجسيمات في وقت واحد باستخدام التشابك الكمومي (quantum entanglement). لكن هناك مشكلة — ليس كل تشابك مناسب. يطلق الفيزيائيون على «السحر» (أو اللاثباتية) خاصية خاصة بدونها لا يمكن للحاسوب الكمومي أن يتفوق على الحاسوب العادي. في العمل الجديد، اكتشفوا كيف يؤثر هذا السحر على شحن البطاريات.
أخذ المؤلفون نظامًا من N جسيمًا ذا سبين: النصف الأيسر هو جهاز الشحن، والنصف الأيمن هو البطارية نفسها. جربوا أنواعًا مختلفة من التفاعل بين النصفين وقاسوا مقدار السحر اللازم لتخزين العمل. النتيجة الرئيسية: عندما يحافظ التفاعل على تناظر دوراني واحد (U(1) — مثل قمة دوارة حول محور واحد)، ينشأ ارتباط مباشر: مقدار العمل المخزَّن يساوي تمامًا مقدار السحر الذي ظهر في النظام بأكمله. هذا يشبه حصالة النقود: تضع ريالًا — في الداخل يرن ريال واحد بالضبط.
ولكن بمجرد كسر التناظر — باستخدام تفاعل يسمح للسبين بالانقلاب في أي اتجاه — اختفى الارتباط الواضح. أصبح السحر يتدفق بين الأجزاء بشكل غير متساوٍ، مثل الماء في الأوعية المتصلة ذات الثقوب. عندها أجرى الفيزيائيون تجربة عكسية: قاموا بشحن البطارية بحالة سحرية، ثم ربطوا الشحن عبر تفاعل بسيط (كليفوردي) لا يولد السحر بنفسه. اتضح أن متوسط القدرة القصوى للشحن لا يزيد بشكل رتيب: يزداد أولاً ثم ينخفض. وأسرع شحن يتحقق عندما لا يكون هناك سحر في البطارية من البداية.
هذا يشبه تسارع السيارة: المحرك القوي (السحر) لا يعطي دائمًا أفضل انطلاقة — أحيانًا يكون التماسك الجيد مع الطريق أكثر أهمية. وكذلك هنا: السحر ليس موردًا ضروريًا للشحن السريع. كل شيء يحدده رقص التناظرات والشروط الأولية.
يمكن لبطارية كمومية مكونة من جسيمين أن تشحن أسرع من بطاريتين منفصلتين معًا — بفضل «التسارع الكمومي» الذي يقلل وقت الشحن بما يتناسب مع عدد الجسيمات.
في رواية «الكلمة الأخيرة للتقنية»، تزود البطاريات الكمومية مدنًا بأكملها بالطاقة، لكن شحنها يتطلب حالات «سحرية» نادرة تُستخرج من الفضاء البعيد.