В исследовании, опубликованном в EPJ D, Кай-Вэй Сун и его коллеги из Университета Бейхан, Пекин, Китай, демонстрируют методы управления выходной мощностью и эффективностью квантового теплового двигателя на основе двухатомного резонатора. В известной модели теплового двигателя в макроскопическом масштабе, называемой тепловым двигателем Карно, эффективность увеличивается в зависимости от соотношения температур низкотемпературных и высокотемпературных ванн.
Для сравнения, эффективность двухуровневых квантовых тепловых машин связана с уровнем квантовой запутанности в этих двух состояниях, которые находятся либо при низкой, либо при высокой температуре и демонстрируют одинаковую вероятность быть занятыми.Авторы обнаружили, что их модель теплового двигателя дает высокий КПД и выходную мощность только тогда, когда количество задействованных фотонов невелико; соответственно, его эффективность и выходная мощность быстро уменьшаются с увеличением количества фотонов.
Это подразумевает необходимость уменьшить количество фотонов для повышения эффективности этих двигателей, чтобы мы могли увеличить мощность квантовой манипуляции и реализовать обработку квантовой информации на основе систем атом-резонатор.