Фінські фізики створили квантовий двигун менший за піщинку

Тисяча логічних кубітів. Фінські фізики створили квантовий двигун розміром менше піщинки

Як повідомляє НВ — Техно: 21 липня, 19:00

Дослідники з Університету Аалто в Фінляндії створили перший циклічний квантовий тепловий двигун, який розміщений усередині надпровідникового чипа. Цей пристрій, менший за піщинку, використовує трансмонний кубіт як робоче тіло, перетворюючи тепло на роботу за температури, близької до абсолютного нуля. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Communications.

Дослідження та результати

Очолив роботу професор Академії Мікко Мьоттонен. Як зазначає Туомас Ууснякі, перший автор дослідження:

“У нашому експерименті ми побудували нанорозмірний тепловий двигун із надпровідникових схем і працювали з ним у кріостаті поблизу абсолютного нуля. У його основі - трансмонний кубіт, один із базових елементів сучасних квантових технологій.”

Двигун використовує цикл Отто, що дозволяє ефективно перетворювати тепло в роботу. Команда дослідників прогоняла двигун до трьох послідовних циклів, а один керований квантовий холодильник виконував функції як гарячого, так і холодного середовища. Туомас Ууснякі підкреслив:

“Наш квантовий холодильник можна за потреби налаштувати і на нагрівання, і на охолодження кубіта. За допомогою точно розрахованих керуючих імпульсів ми запускали двигун за циклом Отто й спостерігали за станом кубіта під час роботи.”

Це дослідження стало першою експериментальною демонстрацією циклічного квантового теплового двигуна на надпровідникових схемах. Виміряні потужність та ефективність збіглися з результатами комп'ютерних симуляцій, що підтверджує успішність та точність проведених експериментів. Туомас Ууснякі також зауважив, що “використання одного керованого квантового холодильника і як гарячого, і як холодного середовища робить конструкцію простішою та гнучкішою”.

Цей прорив у науці відкриває нові перспективи для розвитку квантових технологій, які можуть знайти застосування в різних сферах, зокрема в енергетиці та обчислювальних системах. Створення компактних і ефективних квантових двигунів може суттєво вплинути на майбутнє технологій, що базуються на квантових принципах, і стимулювати подальші дослідження в цій галузі.

Цей прорив у створенні квантового двигуна відкриває нові горизонти для досліджень у галузі квантових технологій. Зокрема, вчені вже продемонстрували можливість зворотного ходу часу на квантовому рівні, що може суттєво змінити наше розуміння фізики і технологій. Таким чином, результати фінських дослідників можуть стати основою для нових інновацій у цій захоплюючій сфері.