Corrélations entre particules quantiques qui permettent des comportements collectifs comme un stockage d'énergie amélioré.Les connexions quantiques, souvent appelées corrélations quantiques, sont les relations non classiques entre particules qui n'ont pas d'équivalent en physique classique. Le type le plus célèbre est l'intrication, où l'état d'une particule est instantanément lié à celui d'une autre, quelle que soit la distance. Mais les connexions quantiques incluent également des corrélations plus générales, comme la discordance quantique, qui peuvent exister même sans intrication complète. Ces corrélations permettent des comportements collectifs impossibles pour les systèmes classiques, comme un stockage d'énergie amélioré dans les batteries quantiques ou la superradiance, où de nombreux atomes émettent de la lumière en une impulsion coordonnée.
Le concept de corrélations quantiques remonte à l'article de 1935 d'Einstein, Podolsky et Rosen, qui a mis en évidence l'« action fantomatique à distance ». John Bell a formalisé la distinction entre corrélations quantiques et classiques en 1964 avec ses inégalités. L'idée d'utiliser les corrélations quantiques pour le stockage d'énergie est plus récente, émergeant dans les années 2010 avec des propositions théoriques de batteries quantiques.
Les connexions quantiques naissent du fait que les particules peuvent exister dans des superpositions d'états, et lorsqu'elles interagissent, leurs fonctions d'onde s'entrelacent. Mathématiquement, l'état conjoint des particules ne peut pas être écrit comme un simple produit d'états individuels. Cela signifie que mesurer une particule affecte instantanément les résultats possibles pour l'autre, même si elles sont éloignées. Pour le stockage d'énergie, les connexions quantiques permettent au système d'être dans un état où l'énergie totale n'est pas simplement la somme des parties—la cohérence quantique peut faire en sorte que le système stocke plus d'énergie utilisable que les batteries classiques de même taille, car l'énergie peut être extraite de manière coordonnée.
Les connexions quantiques sont la ressource derrière l'informatique quantique, la cryptographie quantique et la téléportation quantique. Elles sont également explorées pour les batteries quantiques, qui pourraient se charger plus rapidement et stocker plus d'énergie par unité de masse que les batteries classiques.
Les corrélations quantiques peuvent être si fortes qu'elles permettent un processus appelé « téléportation d'énergie quantique », où l'énergie peut être extraite du vide en utilisant l'intrication, sans qu'aucune énergie nette ne soit transférée entre les parties.
