Công nghệ pin hiện nay liên tục đối mặt giới hạn về tốc độ sạc, độ bền và nhiệt lượng phát sinh. Smartphone cao cấp vẫn cần hàng chục phút để nạp đầy pin, còn xe điện phụ thuộc hệ thống trạm sạc công suất lớn. Trong bối cảnh đó, nghiên cứu mới về pin lượng tử thu hút giới công nghệ nhờ khả năng xử lý năng lượng theo cơ chế hoàn toàn khác pin hóa học truyền thống.
Trong thử nghiệm, các nhà nghiên cứu dùng tia laser truyền năng lượng trực tiếp vào nguyên mẫu pin. Quá trình nạp đầy chỉ kéo dài vài femto giây, tốc độ gần như vượt ngoài giới hạn cảm nhận thông thường. Nhóm phát triển lý giải hiện tượng này xuất phát từ hiệu ứng tập thể giữa các phân tử lượng tử. Quy mô pin càng lớn, khả năng hấp thụ và khóa năng lượng càng tăng mạnh, tạo tốc độ sạc cao hơn hàng triệu lần so với pin lithium-ion phổ biến hiện nay.
 |
| Pin lượng tử càng lớn thì sạc càng nhanh. Ảnh: GenK |
Tiến sĩ James Quach, trưởng nhóm nghiên cứu, nhận định công nghệ mới có thể tạo bước nhảy lớn cho thị trường điện tử tiêu dùng và giao thông điện hóa. Theo ông, khi mở rộng quy mô thương mại, pin lượng tử tương lai chỉ cần khoảng một phút để nạp đầy nhưng vẫn duy trì nguồn điện liên tục trong nhiều năm sử dụng.
Khả năng truyền năng lượng bằng laser còn tạo thay đổi lớn đối với khái niệm sạc không dây. Công nghệ hiện tại vẫn phụ thuộc khoảng cách gần và hiệu suất hạn chế. Trong khi đó, pin lượng tử cho phép thiết bị nhận năng lượng từ xa thông qua chùm laser định hướng. Viễn cảnh drone tự sạc khi đang bay hoặc xe điện nhận điện trực tiếp từ hệ thống phát dọc cao tốc dần chuyển từ ý tưởng khoa học viễn tưởng sang hướng nghiên cứu có cơ sở thực nghiệm.
 |
| Trung Quốc phát triển công nghệ biến CO₂ thành nhiên liệu máy bay |
Dù nguyên mẫu hiện tại mới lưu trữ điện năng trong vài phần tỉ giây, giới chuyên môn vẫn đánh giá cao ý nghĩa khoa học phía sau công trình này. Thành tựu không chỉ chứng minh pin lượng tử hoạt động ngoài lý thuyết mà còn xác nhận khả năng kiểm soát dòng năng lượng ở cấp độ lượng tử trong môi trường thực tế. Đây cũng trở thành mảnh ghép quan trọng sau các bước tiến gần đây của ngành điện toán lượng tử, đặc biệt sau thành công dịch chuyển dữ liệu lượng tử giữa nhiều máy tính của University of Oxford hồi năm 2025.
Cuộc đua công nghệ pin nhiều năm qua chủ yếu xoay quanh cải tiến vật liệu lithium, tối ưu kích thước cell và tăng mật độ lưu trữ. Pin lượng tử lại đi theo hướng khác hoàn toàn khi khai thác đặc tính vật lý lượng tử để tăng tốc độ truyền năng lượng. Chính khác biệt này khiến nhiều chuyên gia xem nghiên cứu mới như dấu mốc mở đầu cho thế hệ thiết bị điện tử gần như thoát khỏi cảnh cắm sạc mỗi ngày.
Từ smartphone, xe điện cho tới hạ tầng giao thông thông minh, công nghệ pin lượng tử đang mở ra viễn cảnh nơi năng lượng được truyền tức thời, liên tục và gần như vô hình trong đời sống số tương lai.
