量子トンネルで充電する極低温“漏れない電池”

スペインのバルセロナ大学（UB）を中心とした国際的な研究グループは、量子力学の世界で原子が壁をすり抜けるように移動する「量子トンネル効果」を使い、極低温の環境で動作する「量子電池」の新しい仕組みを理論的に提案しました。

この量子電池は、特殊なレーザー操作で原子を巧みに誘導することで、一旦フル充電の状態になればエネルギーが安定して保たれ、自然に漏れ出ないことが最大の特徴です。

もしこの新しいタイプの量子電池が実現すれば、量子コンピュータや量子センサーなどの次世代の量子技術デバイスに対して、効率よくエネルギーを供給できるようになるかもしれません。

量子トンネル効果を利用した「魔法の電池」は、私たちの未来にどんな可能性をもたらすのでしょうか？

研究内容の詳細は『Physical Review A』にて発表されました。

量子電池の悩み“即時放電”に挑む

私たちが普段使っているスマホやリモコンなどの電池は、基本的に化学反応によって電気エネルギーを生み出しています。

電池の内部では化学物質が反応し、その結果として電子（電気の粒）が移動することで電流が流れ、エネルギーが取り出される仕組みです。

これは古くから知られている仕組みで、現代の多くの電子機器に利用されています。

一方、近年研究されている「量子電池」は、従来の電池とはまったく異なる原理で動きます。

量子電池とは、目に見えないほど小さな世界――つまり「量子」の世界に特有な不思議なルール、「量子力学」を使ってエネルギーを蓄える新しいタイプの電池です。

具体的には、原子や電子といった極小の粒子が持つ量子的な性質（たとえば、粒子が複数の場所に同時に存在するような奇妙な状態）を利用して、エネルギーを蓄えたり取り出したりします。