Устройство состоит из трансмон-кубита, резонатора и квантового холодильника. В отличие от обычных тепловых двигателей, которым нужны отдельные горячий и холодный источники, новая система использует один квантовый холодильник, способный по команде как нагревать, так и охлаждать кубит.
Ученые реализовали в сверхпроводящей схеме цикл Отто — тот же термодинамический цикл, который лежит в основе работы двигателей внутреннего сгорания. Во время эксперимента устройство преобразовало тепло, существующее при температурах, близких к абсолютному нулю, в полезную работу. «Использование одного управляемого квантового холодильника одновременно в качестве горячей и холодной среды делает систему проще и универсальнее», — отметил автор исследования Туомас Ууснякки.
Теперь ученые разрабатывают полностью автономную версию двигателя. По их оценке, такие устройства смогут выполнять часть операций с кубитами без большого числа микроволновых кабелей, которые сегодня нужны для управления квантовыми компьютерами.
Руководитель исследования Микко Моттонен отметил, что квантовый компьютер с тысячей логических кубитов, вероятно, потребует сотен тысяч физических кубитов. При существующих технологиях для этого понадобятся миллионы управляющих кабелей, а автономные квантовые тепловые двигатели значительно упростят конструкцию таких систем и снизят стоимость их создания.
