Российские ученые нашли способ создать квантовое устройство, нарушающее второе начало термодинамики и обладающее КПД, фактически равным 100%. Любой тепловой двигатель состоит из нагревателя, который, собственно, и является источником энергии, и холодильника, задача которого состоит в охлаждении рабочего тела двигателя. Холодильник понижает энтропию двигателя, и при этом неизбежно тратит впустую часть тепловой энергии, полученной от нагревателя. Именно поэтому КПД теплового двигателя никогда не достигает 100%. Принцип, который ученые часто называют «вторым законом термодинамики», считается нерушимым правилом, управляющим жизнью всей Вселенной на всех уровнях. Год назад ученые из МФТИ под руководством Г. Лесовика из Института теоретической физики РАН обнаружили, что второе начало термодинамики может нарушаться на квантовом уровне. Это открыло дорогу для создания квантового аналога знаменитого демона Максвелла. Эта идея натолкнула ученых на мысль, что подобных квантовых «демонов» можно использовать для создания машины, чей коэффициент полезного действия будет равен 100%. Для ее разработки ученые предлагают использовать две пары кубитов - элементарных вычислительных модулей и ячеек памяти квантовых компьютеров, связанных между собой на квантовом уровне. Кубиты в двигателе Г. Лесовика и его коллег выполняют две функции - поглощают тепло и позволяют «телепортировать» лишнюю энтропию за пределы системы, играя роль демона Максвелла. Это позволяет устройству фактически достичь состояния, эквивалентного вечному двигателю второго рода. На самом деле, конечно, этот прибор не является вечным двигателем, для его работы необходимо постоянно обновлять «демонские» кубиты, очищающие систему от энтропии, охлаждая их особым образом. С другой стороны, это делается за пределами самого устройства, что позволяет говорить о том, что формально второй закон термодинамики все же нарушается внутри него. Сейчас разработчики занимаются воплощением этой идеи на практике.

Рекомендуем к прочтению: