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量子电机受益于纠缠并提高效率

使离子阱中的 40 个钙离子旋转。
使离子阱中的 40 个钙离子旋转。
将光直接转化为运动是量子电机的奇特能力之一。新的实验表明,量子纠缠进一步增强了这种能力。
Science

与量子计算机相比,量子电机更是研究人员关注的神秘对象。尤其是量子纠缠的作用和效果,至今仍是个未解之谜。

过去和现在都几乎没有任何实验涉及量子电机的功能。然而,其功能原理还是很有希望的。动能直接由进入的光子(即光)产生。

虽然还需要电力或化学反应,但这里的转换更为直接。毕竟,量子电机的效率应该达到 25%。据研究人员称,至少在未来的某个时候,这将足以为电路提供动力。

效率之所以如此之高,是因为量子的排列及其纠缠。量子纠缠越强,系统的机械效率就越高。这是对大约 10,000 个单独实验的分析结果。

不过,该系统本身目前并不完全具有实用价值。观测对象是四十个单个带正电荷的钙离子。这些离子位于一个离子阱中,通常是类似于弱激光束的光学镊子。

此外,整个装置必须冷却到-273 °C(-459 °F)的几乎绝对零度,以消除原子的振动。因此,25% 的效率充其量只是理论上的。从整体上看,即使经过精细加工,效率也几乎肯定为 0%。

当然,这并不能改变量子纠缠如何影响效率的观察结果。即使未来的汽车暂时无法使用量子电机(关键词:技术开放性),但一旦人们对原子、光和纠缠之间的相互作用有了更好的理解,这项实验也将是值得的。

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Mario Petzold, 2024-06- 4 (Update: 2024-06- 4)