Ученые со всего мира создали первый квантовый тепловой двигатель, работа которого превосходит эффективность обычных двигателей.
Группа учёных впервые зафиксировала увеличение квантовой мощности в квантовом двигателе. В журнале… опубликованнойВ журнале «Physical Review Letters» учёные излагают результаты своих экспериментов с квантовыми двигателями и полученные ими открытия.
Я много лет изучают работу квантовых тепловых двигателей. Их функционирование очень похоже на классические тепловые двигатели. Но «рабочая жидкость», которая ведет себя подобно пару в паровом двигателе, может находиться в когерентной суперпозиции. Это обстоятельство заставило многих ученых задуматься: могут ли квантовые двигатели работать эффективнее классических? сталкивается ежедневно?
Четыре года назад команда из Еврейского университета утверждала, что нашла ответ на вопрос о возможности квантовых двигателей быть более эффективными, чем классические. В новом исследовании ученые провели эксперименты и подтвердили свою теорию.
В ходе экспериментов учёные создали квантовый тепловой двигатель, начав с азото-замещённой вакансии в центре алмаза (NV-центр). предположилиДва наинизших энергетических уровня этого объекта состоят из двух уровней кубитов и пригодны для функционирования в роли рабочей жидкости. Функцию двух термальных ванн выполняют его высшие энергетические уровни.
Учёные направили NV-центр в магнитное поле, что изменило энергетические уровни и создало начальное состояние системы. заставилоКубит вращался под управляемым углом. Вращение кубита снизило количество энергии, полученной командой, работающей с NV-центром. Затем ученые направили в NV-центр зеленый лазер, заставив уровни кубитов соединиться с тепловыми ваннами. В результате центры вернулись к исходному состоянию.
В эксперименте, проведённом 100 тысяч раз с различной длительностью циклов, исследователи получили выходную мощность, значительно превышающую показатели двигателей такого же типа без когеренции при малых углах вращения кубитов. Учёные сообщают об этом в статье и считают, что это свидетельствует о большей эффективности их двигателя по сравнению с классическими аналогами.