事半功倍：迈向超绝热量子引擎

热力学循环的可逆性是一种基于完美准静态动力学假设的理想化。作为该假设的结果，理想引擎以最大效率运行但功率为零。另一方面，现实中的引擎在有限时间内运行且本质上是不可逆的，这意味着在短循环时间内会出现摩擦效应。工程目标是在最大可能功率下找到允许的最大效率。在当今技术时代，随着我们在纳米尺度及更小尺度上操纵器件能力的提升，必须理解在量子力学层面运行的引擎所带来的后果。在该领域中，无法避免量子和热涨落的出现，它们会剧烈地改变循环的能量学。最近的研究表明，量子系统的哈密顿量可以被操纵，从而通过非绝热捷径模拟绝热过程。大量的实验进展已在实验室中证明了这些提议中的几项。在本文中，我们表明，通过在量子引擎循环中利用绝热捷径，可以构建一个在有限功率下运行且零摩擦的热力学循环。我们的发现通过经历量子奥托循环的谐振子进行了阐述。