Een internationaal team van onderzoekers heeft voor het eerst een toename van het kwantumvermogen gemeten in een kwantumboostmotor. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep schetst hun experimenten met kwantumboostmotoren en wat ze hebben geleerd.

Natuurkundigen hebben jarenlang kwantumwarmtemotoren bestudeerd - ze werken op een manier die vergelijkbaar is met klassieke warmtemotoren, maar hun "werkvloeistof, " die zich gedraagt ​​op een manier die doet denken aan stoom in een stoommachine, kan in een coherente superpositie zijn. Dit heeft ertoe geleid dat velen in het veld zich afvroegen of kwantummotoren echt beter zouden kunnen presteren dan de klassieke motoren die we elke dag om ons heen zien. Nog maar vier jaar geleden, een team van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem beweerde het antwoord te hebben gevonden, rapporteren van een theorie die suggereerde dat kwantummotoren zouden kunnen, inderdaad, efficiënter zijn dan klassieke motoren. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben experimenten uitgevoerd waaruit blijkt dat de theorie klopte.

In hun experimenten, de onderzoekers bouwden een kwantumwarmtemotor door te beginnen met een stikstofvacature (NV) in het midden van een diamant - ze suggereerden dat de twee laagste energieniveaus de twee niveaus van een qubit vertegenwoordigden, en in dit geval diende als werkvloeistof. De rol van twee thermale baden werd gespeeld door hogere energieniveaus. De onderzoekers plaatsten hun NV in een magnetisch veld, wat resulteerde in een omkering van de energieniveaus, die de begintoestand van de motor weergeeft. Een werkslag werd veroorzaakt door een microgolfpuls af te vuren op de NV, waardoor de qubit onder een instelbare hoek moest roteren. De rotatie van de qubit verminderde de hoeveelheid energie in het centrum van de NV, die het team eruit haalde. De onderzoekers vuurden vervolgens een groene laser af op de NV, dwingen de qubit-niveaus te koppelen met thermale baden, waardoor de centra terugkeerden naar hun beginstaat. De onderzoekers herhaalden het experiment 100, 000 keer, veranderende cyclustijden. Ze melden dat voor kleine qubit-rotatiehoeken, het vermogen was veel hoger dan voor hetzelfde type motor zonder samenhang, wat aantoont dat hun motor efficiënter was dan een klassieke motor.

© 2019 Wetenschap X Netwerk