이것이 세계 최초의 양자 배터리인가요? 호주 과학자들이 그렇게 말합니다

<p>호주 과학자들이 세계 최초의 양자 배터리 개념 증명(proof-of-concept)을 개발했다고 밝혔습니다.</p>
<p>2013년 이론적 개념으로 처음 제안된 양자 배터리는 양자 역학의 원리를 사용하여 에너지를 저장하며, 기존 배터리보다 효율적일 잠재력을 가지고 있습니다.</p>
<p>연구원들은 이제 레이저로 무선 충전되는 프로토타입을 만들어, 빠른 충전 시간을 가진 완전 작동 양자 배터리를 향한 중요한 단계라고 믿고 있습니다.</p>
<p>호주 국가 과학 기관인 CSIRO의 수석 연구원인 제임스 쿼크(James Quach) 박사는 "이것은 배터리의 전체 사이클을 수행하는 최초의 프로토타입입니다. 즉, 충전하고, 에너지를 저장하고, 방전할 수 있습니다."라고 말했습니다.</p>
<p>기존 배터리에서는 충전 시간이 크기에 따라 증가합니다. 쿼크는 "그렇기 때문에 휴대폰은 충전하는 데 약 30분이 걸리고 전기 자동차는 밤새 충전해야 합니다."라고 말했습니다.</p>
<p>대조적으로, 그는 "양자 배터리는 크기가 클수록 충전하는 데 걸리는 시간이 줄어드는 매우 독특한 속성을 가지고 있습니다."라고 말했습니다. 이는 "집단 효과(collective effects)"로 알려진 특징 때문인데, 더 많은 셀이 관여할수록 양자 셀이 더 빨리 충전됩니다.</p>
<p>쿼크와 그의 동료들은 2022년에 이 속성을 처음으로 입증했지만, 해당 프로토타입 배터리에서 에너지를 추출할 방법은 없었습니다.</p>
<p>저널 Light: Science &amp; Applications에 자세히 설명된 새로운 프로토타입은 충전하는 데 펨토초(1000조분의 1초)가 걸렸고, 나노초 동안 에너지를 저장했습니다. 이는 약 6배 더 긴 시간입니다.</p>
<p>쿼크는 이를 이해하기 쉽게 설명하기 위해, 충전하는 데 1분이 걸리는 배터리의 경우 6배의 시간은 "몇 년" 동안 충전 상태를 유지한다는 것을 의미한다고 말했습니다.</p>
<p>그는 현재 프로토타입의 용량은 수십억 전자볼트에 불과하며, "매우 작고 유용한 것을 구동하기에는 충분하지 않습니다."라고 말했습니다.</p>
<p>쿼크는 "우리가 다음에 해야 할 일은... 저장 시간을 늘리는 것입니다."라고 덧붙였습니다. "휴대폰으로 누군가와 통화하려면 배터리가 몇 나노초 이상 충전 상태를 유지해야 합니다."</p>
<p>거의 즉각적으로 충전되는 완전 작동 양자 배터리는 궁극적으로 양자 컴퓨터 또는 소형 기존 전자 장치에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있습니다.</p>
<p>양자 배터리는 레이저로 무선 충전되므로, 또 다른 잠재적인 응용 분야는 원격 충전입니다.</p>
<p>쿼크는 "예를 들어 드론에 양자 배터리를 장착하고 비행 중에 충전할 수 있습니다."라고 말했습니다. "기술이 성숙하면... 주유소에 차를 세워 충전할 필요가 없어지고, 이동 중에 충전할 수 있게 될 것입니다."</p>
<p>퀸즐랜드 대학교 양자 기술 연구소를 이끌고 있으며 이번 연구에 참여하지 않은 앤드류 화이트(Andrew White) 교수는 이를 "양자 배터리가 단순한 아이디어가 아니라 이제 작동하는 프로토타입임을 보여주는 훌륭한 작업"이라고 설명했습니다.</p>
<p>화이트는 이 배터리가 "가까운 시일 내에 전기 자동차에 탑재되지는 않을 것"이지만, "아마도 가장 먼저 영향을 미칠 분야는 양자 컴퓨터일 것"이라고 지적했습니다.</p>
<p>화이트는 양자 배터리가 "최소한의 에너지 비용으로 이 컴퓨터에 일관되게" 에너지를 공급할 수 있다고 말했습니다.</p>