Correlaciones entre partículas cuánticas que permiten comportamientos colectivos como el almacenamiento mejorado de energía.Las conexiones cuánticas, a menudo llamadas correlaciones cuánticas, son las relaciones no clásicas entre partículas que no tienen contraparte en la física clásica. El tipo más famoso es el entrelazamiento, donde el estado de una partícula está vinculado instantáneamente a otra, sin importar la distancia. Pero las conexiones cuánticas también incluyen correlaciones más generales, como la discordia cuántica, que puede existir incluso sin entrelazamiento completo. Estas correlaciones permiten comportamientos colectivos que son imposibles para sistemas clásicos, como el almacenamiento mejorado de energía en baterías cuánticas o la superradiancia, donde muchos átomos emiten luz en una ráfaga coordinada.
El concepto de correlaciones cuánticas se remonta al artículo de Einstein-Podolsky-Rosen de 1935, que destacó la 'acción fantasmagórica a distancia'. John Bell formalizó la distinción entre correlaciones cuánticas y clásicas en 1964 con sus desigualdades. La idea de usar correlaciones cuánticas para el almacenamiento de energía es más reciente, surgiendo en la década de 2010 con propuestas teóricas para baterías cuánticas.
Las conexiones cuánticas surgen porque las partículas pueden existir en superposiciones de estados, y cuando interactúan, sus funciones de onda se entrelazan. Matemáticamente, el estado conjunto de las partículas no puede escribirse como un producto simple de estados individuales. Esto significa que medir una partícula afecta instantáneamente los resultados posibles para la otra, incluso si están lejos. Para el almacenamiento de energía, las conexiones cuánticas permiten que el sistema esté en un estado donde la energía total no es solo la suma de las partes: la coherencia cuántica puede hacer que el sistema almacene más energía utilizable que las baterías clásicas del mismo tamaño, porque la energía puede extraerse de manera coordinada.
Las conexiones cuánticas son el recurso detrás de la computación cuántica, la criptografía cuántica y la teletransportación cuántica. También se están explorando para baterías cuánticas, que podrían cargarse más rápido y almacenar más energía por unidad de masa que las baterías clásicas.
Las correlaciones cuánticas pueden ser tan fuertes que permiten un proceso llamado 'teletransportación de energía cuántica', donde se puede extraer energía del vacío usando entrelazamiento, sin que se transfiera energía neta entre las partes.
