一、论文核心信息

• 论文标题：Superextensive electrical power from a quantum battery（量子电池的超广延电功率）
• 发表期刊：Light: Science & Applications（《光：科学与应用》，SCI 一区顶刊，影响因子 25.2）
• 发表时间：2026 年 3 月 13 日
• DOI：10.1038/s41377-026-02240-6
• 论文网址：https://doi.org/10.1038/s41377-026-02240-6
• 通讯作者：James Quach（詹姆斯・夸赫，CSIRO 量子科学与技术负责人）
• 核心团队：CSIRO 量子团队、墨尔本大学超高速激光实验室、RMIT 材料研究所

二、科研突破：完整循环 + 量子超效应，两大核心颠覆

1. 首次实现 “充 — 存 — 放” 全周期，终结 “只充不放” 瓶颈

• 充电：飞秒激光脉冲照射，35—200 飞秒（1 飞秒 = 10⁻¹⁵秒）内完成能量吸收，速度是传统锂电池的10¹² 倍；
• 存储：能量以激子极化子量子态稳定保存10—50 纳秒（10⁻⁹秒），存储时长是充电时间的6 个数量级（百万倍）；
• 放电：量子态能量高效转化为可测量的直流电，峰值功率密度达10—40 微瓦 / 平方厘米，与微型超级电容器相当。

2. 验证 “超广延效应”：电池越大，充电越快

3. 室温运行关键突破：无需低温，实用化门槛骤降

三、关键性能参数（实验室原型）

四、科研团队解读：从 “飞秒充电” 到 “纳秒存储” 的跨越

• James Quach（CSIRO 负责人）：“这是量子电池从理论概念到功能原型的质变 —— 此前我们只能‘充电’，现在能‘充、存、放’。存储时间从飞秒到纳秒，看似短暂，却相当于‘充电 1 分钟，续航 2 年’的物理比例，为延长存储时长指明方向。”
• James Hutchison（墨尔本大学副教授）：“量子超吸收让‘越大越快’成为现实 —— 未来电动汽车、电网储能若采用量子阵列，充电时间将从小时级降至毫秒级，甚至瞬时完成。”
• Trevor Smith（墨尔本大学教授）：“超高速激光系统精准捕捉飞秒 — 纳秒级动力学，首次直观证实量子储能的完整能量转化链路。”

五、应用前景与当前局限

1. 未来场景（3—10 年）

• 消费电子：手机、电脑瞬时充满，告别续航焦虑；
• 新能源汽车：充电时间 **<1 秒 **，媲美燃油车加油；
• 航空航天：极端环境下超快储能、高功率放电，适配卫星、探测器；
• 电网储能：大规模量子阵列实现毫秒级调频，提升新能源并网稳定性。

2. 现存挑战（短期攻关方向）

• 存储时长：需从纳秒级延长至秒 / 分钟级，攻克量子退相干难题；
• 能量密度：当前原型能量极低，需优化材料与结构，提升宏观能量容量；
• 规模化制造：微腔结构量产工艺、成本控制待突破。

六、行业意义：量子储能元年开启