Investigadores han explorado una nueva estrategia para optimizar el rendimiento de las baterías cuánticas, dispositivos que almacenan energía en sistemas cuánticos. El estudio se centra en una batería compuesta por N cúbits que interactúan uniformemente. El proceso de carga se inicia desde el estado fundamental del sistema, aplicando pulsos periódicos en una dirección transversal y, crucialmente, introduciendo desorden en la dirección de interacción. Este enfoque permite que la dinámica del sistema, a pesar de que el hamiltoniano y el estado inicial preservan la simetría de permutación, se desvíe del subespacio simétrico, lo que resulta en una mayor cantidad de energía almacenada en comparación con los sistemas sin desorden.

Un hallazgo clave es que, en el límite de un gran desorden, se abre la posibilidad de una fase de carga caótica. En este régimen, la energía almacenada puede calcularse con precisión utilizando la teoría de matrices aleatorias. Más importante aún, las fluctuaciones de energía disminuyen y se vuelven insignificantes en este límite de gran desorden, que es precisamente cuando la energía almacenada alcanza su máximo. Esta condición es altamente deseable para el funcionamiento óptimo de una batería cuántica, ya que asegura una carga máxima y estable.

El ciclo de la batería se completa considerando la fase de almacenamiento en presencia de ruido de desfasamiento. Los resultados indican que, para mayores intensidades de desorden, la ergotropía —la energía máxima extraíble— se mantiene muy cerca de la energía almacenada. Esto sugiere una extraibilidad de energía casi completa, con una eficiencia que se aproxima a la unidad. Este avance podría sentar las bases para el desarrollo de baterías cuánticas más eficientes y fiables, aprovechando los principios de la mecánica cuántica para superar las limitaciones de los dispositivos de almacenamiento de energía convencionales.