Científicos de la Universidad de Hubei, la Academia China de Ciencias y la Universidad de Lanzhou han desarrollado un nuevo enfoque para crear baterías cuánticas utilizando centros de nitrógeno-vacante en diamantes. Esta tecnología resuelve el problema de la pérdida espontánea de energía, una desventaja importante de estos dispositivos, acercándolos a la aplicación práctica. Las baterías cuánticas utilizan efectos de la mecánica cuántica, como el entrelazamiento y la superposición, para una carga rápida y una alta densidad de energía; sin embargo, anteriormente la decoherencia, causada por la interacción con el entorno, limitaba su eficiencia.
El nuevo diseño elimina la necesidad de un cargador cuántico externo, confiando en las propiedades internas del centro de nitrógeno-vacante. El espín electrónico de este defecto en la red de diamante permite suprimir la descarga espontánea, gracias a la interacción con el núcleo de nitrógeno. Los investigadores optimizaron la relación entre la energía coherente y la energía total, lo que ralentiza la pérdida de carga y aumenta el trabajo útil extraíble, conocido como ergotropía, sin reducirla debido al entrelazamiento con el cargador.
El desarrollo se basa en las propiedades estables de los centros de nitrógeno-vacante, que ya se utilizan en sensores cuánticos y computación a temperatura ambiente. Esto hace que la tecnología sea prometedora para su implementación en dispositivos reales.
Tales baterías permitirán mejorar las características de los vehículos eléctricos y otros dispositivos.
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