豪CSIROなど、サイズが大きくなるほど充電が加速する世界初の量子バッテリー試作機を開発
豪CSIROなど、サイズが大きくなるほど充電が加速する世界初の量子バッテリー試作機を開発
オーストラリア連邦科学産業研究機構（CSIRO）は、2026年3月18日、メルボルン大学およびRMIT大学との共同研究により、エネルギーの充放電サイクルを完全に実行できる世界初の証明用「量子バッテリー」の試作機開発に成功したと発表しました。従来の化学反応に依存する電池とは異なり、量子力学の特性を応用した次世代のエネルギー貯蔵技術として注目を集めています。
量子もつれがもたらす超吸収効果と高速充電
今回開発されたプロトタイプは、光を特定の方式で閉じ込める多層構造の有機マイクロキャビティ（微小共振器）で構成されており、レーザーを用いてワイヤレスで充電を行います。量子バッテリーの最大の特徴は、システムが大きくなり内包する貯蔵ユニットの数（$N$）が増えるほど、ユニット同士が「量子重ね合わせ」や「量子もつれ」を通じて集団的に作用し、充電速度が逆に加速するという性質にあります。
理論上、個別に充電すると1秒かかるユニットであっても、集団効果により同時に充電することで各ユニットの充電時間は $1/\sqrt{N}$ 秒にまで短縮されます。この「超吸収（Superabsorption）」と呼ばれる現象の実証により、将来的にはスマートフォンを一瞬で充電したり、電気自動車（EV）をガソリン車の給油よりも素早く満充電にしたりする革新的な技術への道が開かれました。高度な分光技術を用いた測定では、充電に要した時間よりも6桁（100万倍）以上長い時間、蓄えられたエネルギーを保持できる挙動が確認されています。
商用化に向けた保持時間と容量の課題
一方で、現段階の試作機はあくまで基礎理論の証明用デバイスであり、実用化にはまだ多くの段階を要します。現在の試作機が蓄えられるエネルギー容量は数十億電子ボルト（数ナノジュール相当）と極めて微小であり、エネルギーを保持できる時間もナノ秒単位という極めて一瞬にとどまっています。
研究チームを率いるCSIROのジェームズ・クアック博士は、室温環境下で急速かつスケーラブルな充放電を実証できたことは次世代エネルギーソリューションの基盤になる一歩であるとしつつも、次の極めて重要なステップはエネルギーの貯蔵時間を引き延ばすことであると言及しています。この技術的障壁をクリアすることが商業的な実用化への鍵となるため、同機構は今後、EVメーカーやディープテック分野への投資家を含めた開発パートナーの募集を進めるとしており、短期的には量子コンピューターの電源供給といった分野への応用が期待されています。
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