Las baterías cuánticas que desafían lo que sabemos sobre cómo se cargan estos dispositivos

Científicos han creado el primer prototipo de batería cuántica del mundo y, a diferencia de las baterías convencionales, cuanto mayor es su tamaño más rápido se carga.

¿Podrían estos extraños dispositivos alimentar algún día la computación cuántica o incluso tu teléfono?

Todos sabemos que a mayor tamaño de una batería, más tiempo tarda en cargarse.

Es por eso que cargar una computadora portátil puede llevar varias horas y un vehículo eléctrico, por lo general, toda la noche.

Ese es el mundo con el que estamos familiarizados. Pero, en el mundo de lo infinitamente pequeño, se aplican reglas diferentes.

La mecánica cuántica —la ciencia de la materia a escalas atómicas y subatómicas— “le da la vuelta a eso”, explica James Quach, investigador de ciencia cuántica en CSIRO, la agencia científica nacional de Australia.

Quach trabaja en la creación de una batería cuántica que desafía el sentido común, ya que se carga más rápido cuanto mayor es su tamaño.

Así como algunos esperan que las computadoras cuánticas revolucionen algún día la computación, Quach sostiene que las baterías cuánticas podrían ser igualmente disruptivas.

En marzo de 2026, su equipo logró un importante avance al presentar lo que, según afirma, es el primer prototipo funcional de batería cuántica del mundo.

El campo aún está en sus inicios y la tecnología cuántica es inherentemente compleja.

Sin embargo, algunos científicos afirman que estas baterías podrían alimentar algún día dispositivos cuánticos, mientras que sus más firmes defensores insisten en que incluso podrían utilizarse para cargar dispositivos cotidianos como los teléfonos.

Otros, en cambio, siguen mostrándose muy escépticos sobre su viabilidad en el mundo real.

Superando los límites de la energía

Las baterías convencionales se basan en reacciones químicas que envían 10 billones de billones de electrones o más a través del dispositivo que alimentan. Suena impresionante, pero algunos consideran que esta tecnología está obsoleta.

“A pesar de las importantes mejoras tecnológicas, las baterías modernas aún se basan en procesos electroquímicos explorados por primera vez hace más de dos siglos”, afirma Dario Ferraro, profesor asociado de Física en la Universidad de Génova, Italia.

Esto ha llevado a algunos investigadores a explorar las baterías cuánticas: baterías que se alimentan mediante efectos cuánticos en lugar de reacciones químicas.

El mundo de lo infinitamente pequeño es sorprendentemente extraño.

Y la mecánica cuántica no es ajena a conceptos alucinantes, desde partículas entrelazadas que se influyen mutuamente a grandes distancias hasta el tiempo que fluye hacia atrás.

La investigación que sentó las bases de las baterías cuánticas surgió inicialmente de la curiosidad por saber qué leyes de la física clásica podrían verse alteradas en el mundo cuántico.

Un artículo fundamental de 2015 demostró que el entrelazamiento cuántico implica que las baterías cuánticas podrían cargarse y descargarse de forma más eficiente que las convencionales.

“La clave está en que las baterías cuánticas no se centran en almacenar grandes cantidades de energía, sino en suministrarla más rápido y con mayor control”, afirma Ferraro.

Un nuevo prototipo

Quach ha probado una forma de aprovechar estos efectos cuánticos para alimentar una batería.

Utiliza una microcavidad óptica, un montaje experimental en el que dos diminutos espejos se colocan a 100 nanómetros de distancia, una separación aproximadamente 1.000 veces menor que el grosor de un cabello humano.

Llena el pequeño espacio entre los espejos con moléculas de tinte orgánico y luego dirige hacia ellas un haz láser.

Mediante este método, la luz y las moléculas se acoplan fuertemente y forman estados híbridos de luz y materia, lo que mejora la capacidad del sistema para absorber y almacenar energía: un efecto conocido como superabsorción.

La superabsorción es la responsable de la propiedad más sorprendente de la batería.

En la física clásica, las moléculas son pequeñas entidades individuales: cada una actúa por sí misma y absorbe energía a una velocidad independiente de las moléculas que la rodean.

Pero, bajo los efectos cuánticos, se comportan de una forma algo más colectiva: “actúan al unísono y en sinergia”, explica Quach, “de modo que la velocidad a la que se puede absorber energía aumenta con el número de moléculas”.

Esto significa que cuantas más moléculas haya —es decir, cuanto más grande sea la batería—, más rápido se cargará.

El prototipo de Quach tardó femtosegundos —milbillonésimas de segundo— en cargarse y almacenó la energía durante nanosegundos, aproximadamente seis órdenes de magnitud más de tiempo.

Quach y su equipo demostraron esta hazaña por primera vez en 2022.

En marzo de 2026, añadieron una nueva capa y lograron extraer una corriente eléctrica del prototipo.

Si fuera más intensa, esta corriente podría utilizarse para cargar dispositivos.

El método de microcavidad óptica de Quach no es la única forma de fabricar una batería cuántica.

Otro enfoque, por ejemplo, utiliza materiales superconductores, ya ampliamente empleados en la computación cuántica.

Una gran ventaja del diseño de Quach es que funciona a temperatura ambiente. Los diseños superconductores solo funcionan a temperaturas criogénicas inferiores a −150 °C (−238 °F).

“Esto es adecuado para las computadoras cuánticas, pero no resulta tan útil para alimentar un teléfono móvil”, afirma Quach.

“Si el objetivo es demostrar que la ventaja de la carga cuántica es un fenómeno físico real... la vía de las microcavidades ópticas es la apuesta más sólida”, expone, por su parte, Mauro Paternostro, físico cuántico de la Queen’s University de Belfast.

Sin embargo, Paternostro considera que a largo plazo el diseño superconductor podría llevar ventaja en las aplicaciones prácticas, ya que facilita la extracción de energía.

“Una microcavidad ofrece una excelente demostración de conjunto, pero un control deficiente a la hora de recuperar la energía de forma útil y dirigida”, sentencia.

Un estado delicado

El experimento más reciente de Quach supone un primer paso tentativo hacia una batería cuántica que algún día podría sustituir a las convencionales.

No obstante, por ahora el prototipo solo puede almacenar una cantidad ínfima de energía —unos pocos miles de millones de electronvoltios— durante unos nanosegundos.

Para alimentar dispositivos convencionales, necesitaría almacenar mucha más energía durante mucho más tiempo.

Quach asegura que ya lo ha logrado con un nuevo diseño que ha construido y está preparando un artículo para publicar los resultados.

Utiliza “una estructura híbrida”, explica, que incorpora componentes cuánticos para permitir una carga ultrarrápida, junto con capas clásicas añadidas para almacenar la energía durante más tiempo.

También planea combinar numerosas baterías cuánticas microscópicas para aumentar su capacidad total.

“Si logramos ambas cosas, estaremos en camino de poder alimentar un dispositivo convencional”, afirma.

Aun así, otros científicos se muestran escépticos, dado que los efectos cuánticos son notoriamente frágiles y se ven fácilmente alterados por la observación o las interferencias.

“Las interacciones con el entorno pueden degradar rápidamente los efectos cuánticos, lo que limita tanto el rendimiento como la escalabilidad”, señala Ferraro.

Esto podría anular parte de los beneficios esperados de las baterías cuánticas.

Abordar esta cuestión, puntualiza, es “fundamental para llevar las baterías cuánticas de la teoría a las aplicaciones en el mundo real”.

Un mundo cuántico

Los avances en las baterías cuánticas —si llegan a materializarse— probablemente repercutirán primero en la computación cuántica.

Las computadoras cuánticas prometen ejecutar algún día tareas con mayor rapidez que las supercomputadoras más veloces, y los expertos en tecnología han advertido que podrían poner en peligro el cifrado a escala mundial.

Otros, sin embargo, se muestran más escépticos.

Un estudio reciente, por ejemplo, situaba a las computadoras cuánticas —junto con la energía de fusión y las interfaces cerebro-computadora— entre las tecnologías que se describen perpetuamente como algo que llegará “dentro de cinco años”.

No obstante, Quach sostiene que probablemente logrará alimentar dispositivos cuánticos con baterías cuánticas en su laboratorio en los próximos años.

De conseguirse, esto podría reducir el consumo energético de las computadoras cuánticas, además de hacerlas más rápidas y menos propensas a errores, lo que permitiría ampliar su capacidad con mayor celeridad, afirma.

Quach se muestra menos seguro respecto a su uso para alimentar dispositivos convencionales.

Señala que algún día podría resultar viable, ya que el hecho de que la batería se cargue con un láser implica que, potencialmente, podría “cargar vehículos eléctricos en movimiento”.

Esto eliminaría por completo la necesidad de que los conductores se detuvieran para recargar.

Ferraro, no obstante, se muestra escéptico ante la posibilidad de que las baterías cuánticas lleguen a generalizarse fuera del ámbito de las aplicaciones cuánticas.

“En mi opinión... es poco probable que las baterías cuánticas sustituyan a las convencionales en aplicaciones cotidianas, como teléfonos móviles o vehículos eléctricos”, afirma. “Su ámbito natural es la escala cuántica”.

El gran problema pendiente en la actualidad, según Paternostro, consiste en aprovechar la ventaja de la carga cuántica y, al mismo tiempo, extraer la energía en un estado controlado y utilizable.

Quien lo consiga, asegura, “habrá logrado el verdadero avance”.