Una batería cuántica no es una caja con química, sino una cadena de pequeños imanes (espines) capaz de almacenar energía. Su truco principal: cargar muchas partículas a la vez, aprovechando su entrelazamiento cuántico. Pero hay un inconveniente: no cualquier entrelazamiento sirve. Los físicos llaman 'magia' (o no estabilizabilidad) a una propiedad especial sin la cual una computadora cuántica no supera a una clásica. En este nuevo trabajo se investigó cómo afecta esa magia a la carga de las baterías.
Los autores tomaron un sistema de N partículas con espín: la mitad izquierda es el cargador, la mitad derecha es la propia batería. Probaron diferentes tipos de interacción entre las mitades y midieron cuánta magia se necesita para almacenar trabajo. El resultado clave: cuando la interacción conserva una simetría rotacional (U(1), como una peonza que gira alrededor de un solo eje), surge una relación directa: cuánto trabajo se almacena, exactamente esa misma cantidad de magia aparece en todo el sistema. Es como una hucha de monedas: echas una moneda y dentro suena exactamente una moneda.
Pero en cuanto se rompe la simetría, es decir, se toma una interacción donde el espín puede voltearse en cualquier dirección, la relación nítida desaparece. La magia comienza a fluir entre las partes de manera desigual, como el agua en vasos comunicantes con agujeros. Entonces los físicos realizaron el experimento inverso: cargaron la batería con un estado mágico y luego la conectaron a un cargador mediante una interacción simple (de Clifford), que no crea magia por sí misma. Resultó que la potencia media máxima de carga no crece de forma monótona: primero aumenta, luego disminuye. Y la carga más rápida se logra cuando la batería no tiene magia en absoluto.
Esto recuerda a la aceleración de un automóvil: un motor potente (la magia) no siempre da la mejor salida; a veces lo más importante es el agarre adecuado con la carretera. Así también aquí: la magia no es un recurso obligatorio para una carga rápida. Todo lo decide la danza de las simetrías y las condiciones iniciales.
Una batería cuántica de dos partículas puede cargarse más rápido que dos baterías separadas juntas, gracias a la 'aceleración cuántica', que reduce el tiempo de carga proporcionalmente al número de partículas.
En la novela 'La última palabra de la técnica', las baterías cuánticas alimentan ciudades enteras, pero su carga requiere estados 'mágicos' raros, extraídos en el espacio profundo.