Des chercheurs australiens ont créé le premier prototype fonctionnel d’une batterie quantique, marquant une étape importante vers une révolution potentielle du stockage d’énergie. Contrairement aux batteries conventionnelles, qui sont confrontées à des temps de charge croissants à mesure que leur capacité augmente, les batteries quantiques présentent la propriété contre-intuitive de se charger plus rapidement à mesure qu’elles grossissent. Cette avancée, détaillée dans la revue Light: Science & Applications, démontre la faisabilité d’une technologie théorisée pour la première fois en 2013.
La promesse de l’efficacité quantique
Le principe fondamental des batteries quantiques réside dans la mécanique quantique. Plus précisément, un phénomène appelé « effets collectifs » permet à plusieurs cellules quantiques de se charger plus rapidement lorsqu’elles travaillent ensemble. Dans une batterie lithium-ion standard, doubler la taille double presque le temps de charge. En revanche, la mise à l’échelle d’une batterie quantique devrait réduire proportionnellement le temps de charge.
Le prototype actuel, chargé sans fil à l’aide d’un laser, réalise des cycles de charge-décharge complets. Le Dr James Quach, chercheur principal au CSIRO, explique que même si la durée de stockage du prototype est actuellement mesurée en nanosecondes, le potentiel théorique est immense : « Pour une batterie qui prend une minute à charger, six ordres de grandeur signifieraient qu’elle resterait chargée pendant quelques années. »
Limites actuelles et applications futures
Malgré ces progrès, la capacité énergétique du prototype reste minime. La capacité de stockage actuelle se mesure en quelques milliards d’électrons-volts, ce qui est bien trop peu pour alimenter des appareils réels. L’objectif immédiat est d’augmenter la durée de stockage au-delà de la plage actuelle des nanosecondes.
Toutefois, les implications sont considérables. Des batteries quantiques entièrement fonctionnelles pourraient considérablement accélérer les temps de recharge des véhicules électriques, permettant potentiellement une recharge sans fil « en déplacement » à partir de drones ou d’infrastructures routières. Plus immédiatement, la technologie devrait profiter aux ordinateurs quantiques, qui nécessitent une fourniture d’énergie cohérente avec une perte minimale.
“Le premier endroit où cela aura un impact, c’est en fait sur les ordinateurs quantiques”, note le professeur Andrew White de l’Université du Queensland, qui n’a pas participé à la recherche.
Un prototype fonctionnel, pas une adoption massive immédiate
Même s’il faudra encore des années pour qu’une application grand public soit généralisée, ce prototype consolide les batteries quantiques en tant que plus qu’un simple concept théorique. Le défi consiste désormais à augmenter la capacité énergétique et à prolonger la durée de stockage. Comme le conclut le Dr Quach : « Ce que nous devons faire ensuite, c’est… augmenter la durée de stockage. »
Le succès de ce prototype ouvre la voie à des recherches continues sur la science des matériaux, les systèmes de charge laser et l’optimisation des cellules quantiques. Les batteries quantiques ne remplaceront peut-être pas les sources d’énergie traditionnelles du jour au lendemain, mais elles représentent un changement fondamental dans la façon dont nous abordons le stockage de l’énergie.
