Kvanttiakut ovat juuri ottaneet askeleen lähemmäs teoriasta kohti todellisuutta.
Australialaiset tutkijat ovat esitelleet ensimmäisen toimivan kvanttiakun prototyypin, joka pystyy sekä lataamaan, varastoimaan että purkamaan energiaa. Aiheesta on julkaistu tutkimus Light: Science & Applications -tiedelehdessä, ja siitä uutisoi muiden muassa The Guardian.
Kvanttiakkujen idea esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 2013. Ne hyödyntävät kvanttimekaniikan ilmiöitä, kuten superpositiota ja lomittumista, energian varastointiin. Toisin kuin perinteiset akut, jotka perustuvat kemiallisiin reaktioihin, kvanttiakut voivat teoriassa tarjota perinteisiä akkuja huomattavasti tehokkaamman ja nopeamman latauksen.
Tutkimusta johti Australian kansallisen tutkimusorganisaation CSIRO:n kvanttiteknologian tutkija James Quach. Hänen mukaansa uusi prototyyppi on ensimmäinen, joka toteuttaa koko akun toimintasyklin: lataamisen, energian varastoinnin ja purkamisen. Aiemmissa kokeissa kvanttiakkujen latausominaisuuksia pystyttiin osoittamaan, mutta energiaa ei voitu hyödyntää käytännössä.
Maailman ensimmäinen kvanttiakku.
Uutta prototyyppiä ladataan langattomasti laserin avulla. Mittaukset osoittavat, että akku latautuu femtosekunneissa eli sekunnin biljoonasosissa ja säilyttää energian nanosekuntien ajan. Vaikka varastointiaika on edelleen erittäin lyhyt, se on kuusi kertaluokkaa pidempi kuin latausaika.
Tutkimuksen keskeinen havainto liittyy kvanttiakkujen poikkeukselliseen skaalautuvuuteen. Toisin kuin perinteisissä akuissa, joissa suurempi kapasiteetti tarkoittaa pidempää latausaikaa, kvanttiakuissa ilmiö toimii päinvastoin. Kun järjestelmään lisätään enemmän kvanttisoluja, lataus nopeutuu.
Nykyinen prototyyppi on kuitenkin vielä hyvin kaukana käytännön sovelluksista. Sen energiakapasiteetti on vain muutamia miljardeja elektronivoltteja, mikä ei riitä minkään hyödyllisen laitteen, esimerkiksi kännykän, lataamiseen. Lisäksi energian säilyvyys on toistaiseksi liian lyhyt. Tutkijoiden mukaan seuraava keskeinen haaste onkin pidentää varastointiaikaa merkittävästi.
Kvanttiakkujen lähes välitön lataus voisi tulevaisuudessa hyödyttää erityisesti kvanttitietokoneita, joissa energian syöttö täytyy toteuttaa tarkasti ja tehokkaasti. Lisäksi teknologia voisi mahdollistaa langattoman energiansiirron pitkillä etäisyyksillä. Tästä voisivat hyötyä esimerkiksi lennossa ladattavat droonit tai liikkuvat ajoneuvot.
Queenslandin yliopiston professori Andrew White, joka ei osallistunut tutkimukseen, arvioi The Guardianissa tuloksen olevan merkittävä osoitus siitä, että kvanttiakut ovat siirtymässä teoriasta käytäntöön. Hän kuitenkin huomauttaa, että teknologia ei ole vielä pitkään aikaan valmis esimerkiksi sähköautoihin.