納米級引擎比最深的外太空還要冷

熱力學理論通常與19世紀的蒸汽機相關，是一套通用的法律，支配著從黑洞到生命進化的一切事物。但是隨著現代技術將電路縮小到原子級，熱力學必須在一個全新的領域中進行測試。在這個領域，適用量子法則而不是經典法則。就像熱力學是構建經典蒸汽機的關鍵一樣，量子電路的出現也迫使我們在量子情況下重新構想這一理論。

量子熱力學是物理學的一個快速發展的領域，但是其理論發展遠遠超過了實驗實現。納米級設備的制造和測量方面的快速突破現在為我們提供了探索實驗室新物理的機會。

盡管現在可以進行實驗，但是由于復制熱機運行所需的設備復雜性以及所需的高級控制和測量靈敏度，它們仍然具有極大的挑戰性。Ares博士的小組將制造納米級的器件，其寬度只有十幾個原子，并將它們保持在比最深的外層空間還要低的溫度下。

這些納米級引擎將使人們能夠訪問以前無法進行的量子熱力學測試，它們將成為研究量子引擎效率和功率的平臺，為量子納米機器鋪平道路。Ares博士將制造發動機，其中“蒸汽”是一個或兩個電子，而活塞是碳納米管形式的微小半導體線。她希望探索這一新領域將對我們對機器的看法產生根本性的影響，就像以前對古典政權的研究一樣。

Natalia Ares博士最近獲得歐洲研究委員會(ERC項目)想要回答的主要問題是：波動很重要并且可能產生量子效應的發動機的效率是多少?回答這個問題的含義范圍很廣，例如可以為生物馬達的研究或有效的芯片上納米機器的設計提供參考。這項研究還可能發現獨特的行為，這些行為為新技術(例如新的片上制冷和傳感技術或創新的能量收集和存儲方式)開辟了道路。通過利用波動，保留量子行為的要求可能會變得不那么嚴格。

Ares博士的發現將在經典計算和量子計算中得到應用。就像焦耳的實驗證明運動和熱是可以互換的一樣，阿瑞斯博士的目標是將碳納米管的運動與單電子產生的熱和功聯系起來。她很高興開發具有獨特功能的設備，以發現量子熱力學的奇異之處。