Ионный кубит заставили работать по циклу Стирлинга
Намеренная дефазировка увеличила КПД квантового двигателя примерно на два процента
Физики создали квантовый аналог двигателя Стирлинга на ионном кубите и зафиксировали участие когерентности в его работе. Ученые повысили эффективность квантового двигателя с 18 до 20 процентов благодаря дефазировке системы при изотермическом сжатии и изохорном охлаждении, частично подавив флуктуации населенностей двухуровневой системы. Разработка поможет в подробном изучении квантовой термодинамики, считают авторы статьи, опубликованной в журнале Physical Review A.
В школе на уроках физики обязательно рассказывают про цикл Карно — круговой термодинамический процесс, состоящий из двух адиабат и двух изотерм, который выполняет механическую работу за счет контакта с двумя тепловыми резервуарами разных температур. При этом есть еще много способов получения полезной энергии из замкнутого термодинамического процесса: например, цикл Отто (две адиабаты и две изохоры) или цикл Стирлинга (две изотермы и две изохоры). Каждый из них имеет свои преимущества, зависящие в основном от технической платформы, на которой цикл пытаются реализовать.
Если можно извлечь работу из взаимодействия макроскопических тел, то логично предположить, что и на основе квантовых объектов получится создать аналогичные системы. При этом можно использовать еще и недоступные в классической физике эффекты (например, декогеренцию), чтобы повысить КПД квантово-тепловых двигателей. И ученые с этим справились: они