# Физики Aalto University запустили тепловой двигатель на одном кубите: свыше 25% эффективности цикла Отто

- Опубликовано: 2026-11-14 07:33 UTC
- Раздел: Цифра и вычисления › Квантовые технологии
- Теги: квантовый тепловой двигатель, двигатель на одном кубите, трансмон-кубит, квантовый цикл Отто, университет Аалто, Туомас Уусняки, сверхпроводящая цепь, квантовая термодинамика, эксперимент Nature
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-49fb20026aa0c923788a161e_fiziki_aalto_university/

**В лабораторном эксперименте из Nature сверхпроводящий трансмон-кубит совершил работу в квантовом цикле Отто: даже одна квантовая система может быть тепловой машиной.**

![Aalto University physicists run a single-qubit heat engine, reaching over 25% of Otto efficiency](https://realtech.media/media/2026/11/6656aae0018bd73d.jpg)
*SachaAB, Wikimedia Commons, CC BY 4.0*

Физики под руководством Туомаса Уусняки из университета Аалто в Финляндии построили в лаборатории двигатель, который совершает работу без вращения, движения частей и горения. По данным spektrum.de, эксперимент описан в журнале Nature [1]. Его основа — крошечная сверхпроводящая цепь [1]. Результат показывает, что даже одну квантовую систему можно использовать как термодинамическую машину [1].

## Устройство и квантовый цикл Отто

Установка состояла из двух частей: рабочего тела, которое играло роль «поршня» квантового двигателя, и квантовой цепи, выполнявшей роль теплового резервуара [1]. Рабочим телом был трансмон-кубит — сверхпроводящая цепь, ведущая себя как атом с дискретными уровнями энергии [1]. Кубит связали с цепью, которая в зависимости от приложенного напряжения могла отдавать ему тепло или забирать его [1].

Так был реализован квантовый цикл Отто, который, как и классический вариант, состоит из четырёх шагов [1]:

- Нагрев: цепь передаёт кубиту тепло, и заселяется более высокий энергетический уровень.
- Расширение: вместо увеличения объёма газа исследователи уменьшают расстояния между уровнями кубита магнитным потоком, и система отдаёт работу.
- Охлаждение: цепь отбирает у кубита тепло, заселённость высоких уровней снижается.
- Сжатие: расстояния между уровнями снова увеличивают, подготавливая исходное состояние двигателя.

## Результат и ограничения

Команда многократно прогоняла двигатель по циклу и с помощью измерений энергии показала, что он поглощал тепло и отдавал работу [1]. Эта работа не связана с видимым движением, как у поршня или ротора [1]. Вместо этого магнитным полем целенаправленно меняли энергетические интервалы между квантовыми состояниями искусственного атома [1]. Поскольку заселённость состояний при этом остаётся прежней, меняется средняя энергия кубита, и это изменение соответствует работе, которую система отдаёт вовне [1]. В целом двигатель достиг более 25 процентов от теоретически возможной эффективности цикла Отто [1].

Такой квантовый двигатель пока не будет приводить в действие машины, заменять турбину или питать квантовый компьютер: установка слишком сложна, а полученная работа слишком мала [1]. Однако исследователи показали, что даже одну квантовую систему можно эксплуатировать как тепловую машину [1]. Это открывает направление исследований, где в центре внимания не только классическое движение вещества, но и целенаправленное управление его квантовыми состояниями [1].

## Источники

1. [spektrum.de](https://www.spektrum.de/news/physiker-bauen-motor-mit-quanten-antrieb-im-labor/2354191)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-49fb20026aa0c923788a161e_fiziki_aalto_university/