Физиками создана модель двухкубитного квантового двигателя.

Исследователи представили модель двигателя из двух кубитов, который работает благодаря явлениям квантовой запутанности и локальным измерениям состояния системы.

Известно, что попытка измерить параметры квантовой системы приводит к изменению ее состояния. Происходит это случайным образом. Обычно этот эффект мешает ученым исследовать квантовые системы, но в новой работе физики решили использовать его на благо.

Они создали "Двигатель", который использует в качестве топлива не тепло, как его аналоги из макромира, а квантовые явления, такие как запутанность и неселективные измерения - то есть такие, результат которых остался неизвестным экспериментатору. Несколько лет назад исследователи показали возможность управления таким двигателем, состоящим из одного кубита. Теперь авторам удалось увеличить количество этих элементов системы в два раза.
Для этого физики сначала компьютерную модель двух запутанных кубитов создали. Каждый из них имел два энергетических состояния - основное и возбужденное. Когда исследователи пытались измерить кубит в возбужденном состоянии, он переходил в основное, испуская при этом фотон. Процесс работает и в обратном направлении - принимая фотон в основном состоянии, кубит может перейти в возбужденное.
В своей системе ученые использовали два разных кубита, которые при излучательном переходе выделяли фотоны с длиной волны в красной (длинноволновой) и синей (коротковолновой) областях спектра. При помощи измерительного устройства исследователи смогли управлять получившимся двигателем - например, при переходе из возбужденного состояния в основное синий кубит генерировал фотон, который мог повысить уровень энергии красного кубита. По словам ученых, квантовый двигатель, в котором запутанность создается за счет обмена фотонами между кубитами, работает за счет энергии, которая поступает в систему благодаря измерительному прибору.
Исследование в журнале Physical Review Letters опубликовано.