Una batería cuántica es un dispositivo que almacena energía en los estados cuánticos de las partículas. En el nuevo estudio, la batería se modeló con un par de cúbits, los portadores de información más pequeños, capaces de estar en el estado «cero», «uno» o en una mezcla de ambos. Un cúbit acumula energía y el segundo actúa como cargador, conectado al entorno, es decir, a un reservorio.
Durante la carga, el cargador puede perder coherencia cuántica, un proceso conocido como desfase. Normalmente se supone que el desfase ocurre a una velocidad constante, pero aquí se descubrió que en los primeros instantes la velocidad puede ser negativa. Esto es señal de que el sistema recuerda su historia, como el agua de un río recuerda la curva del cauce incluso cuando la corriente ya la ha llevado más adelante.
Esa memoria ayuda a la batería a acumular más energía. Si el cargador olvidara todo al instante, la batería obtendría menos. Los autores lo explican mediante saltos cuánticos, transiciones bruscas entre estados que no ocurren al azar, sino teniendo en cuenta el pasado. Al final del trabajo se propone un esquema donde las mediciones y las operaciones aleatorias ayudan a potenciar el efecto, y que puede implementarse en un circuito cuántico.
Utilidad práctica: las baterías cuánticas podrían convertirse en fuentes de energía rápidas y de gran capacidad para microdispositivos. Comprender el papel de la memoria sugiere cómo gestionar la carga para aprovechar al máximo los recursos cuánticos.
Una batería cuántica de dos cúbits puede almacenar energía más rápido que una batería clásica del mismo tamaño; esto se conoce como aceleración cuántica de la carga.
En la serie «The Expanse», las naves usan energía del vacío, pero las baterías cuánticas podrían ser un prototipo real de acumuladores compactos para viajes de larga distancia.