Las baterías pertenecen a la vida cotidiana. Una batería clásica la pila de Volta, convierte la energía química en voltaje, que puede alimentar circuitos electrónicos. En muchas tecnologías cuánticas, Los circuitos o dispositivos se basan en materiales superconductores. En tales materiales, las corrientes pueden fluir sin necesidad de aplicar voltaje; por lo tanto, no hay necesidad de una batería clásica en un sistema de este tipo. Estas corrientes se denominan supercorrientes porque no presentan pérdidas de energía. No son inducidos por un voltaje sino por una diferencia de fase de la función de onda del circuito cuántico, que está directamente relacionado con la naturaleza ondulatoria de la materia. Un dispositivo cuántico capaz de proporcionar una diferencia de fase persistente puede verse como una batería de fase cuántica, que induce supercorrientes en un circuito cuántico.

En este trabajo, los autores presentan los resultados de una colaboración teórica y experimental que ha llevado a la fabricación de la primera batería de fase cuántica. La idea se concibió por primera vez en 2015, por Sebastian Bergeret del grupo de física mesoscópica del Centro de Física de Materiales (CFM, CSIC-UPV / EHU), una iniciativa conjunta del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad del País Vasco (UPV / EHU), e Ilya Tokatly, Profesor Ikerbasque en el grupo de Nanobioespectroscopia de la UPV / EHU, ambos investigadores asociados del Centro Internacional de Física de Donostia (DIPC). Propusieron un sistema teórico con las propiedades necesarias para construir la batería de fase. Consiste en una combinación de materiales superconductores y magnéticos con un efecto relativista intrínseco, llamado acoplamiento espín-órbita.

Unos años más tarde Francesco Giazotto y Elia Strambini del Instituto NEST-CNR, Pisa, identificó una combinación de materiales adecuada y fabricó la primera batería de fase cuántica, cuyos resultados ahora se publican en la revista Nanotecnología de la naturaleza . Consiste en un nanoalambre de InAs dopado n que forma el núcleo de la batería (la pila) y cables superconductores de Al como polos. La batería se carga aplicando un campo magnético externo, que luego se puede apagar.

Cristina Sanz-Fernández y Claudio Guarcello también de CFM adaptaron la teoría para simular los hallazgos experimentales.

El futuro de esta batería se está mejorando aún más en CFM en una colaboración entre el Laboratorio de Nanofísica y el Grupo de Física Mesoscópica. Este trabajo contribuye a los enormes avances que se están realizando en la tecnología cuántica que se espera que revolucionen tanto las técnicas de computación como de detección. así como la medicina, y telecomunicaciones en un futuro próximo.