Kwantummotor profiteert van verstrengeling en verhoogt efficiëntie

Meer nog dan kwantumcomputers behoren kwantummotoren tot de meer raadselachtige objecten waar onderzoek zich mee bezighoudt. Vooral de rol en het effect van kwantumverstrengeling blijven in het rijk van het onverklaarde.

Er waren en zijn nog steeds nauwelijks experimenten die zich überhaupt met de werking van kwantummotoren bezighouden. Toch is het functionele principe veelbelovend. Kinetische energie wordt rechtstreeks opgewekt uit binnenkomende fotonen, d.w.z. licht.

Terwijl anders elektriciteit of chemische reacties nodig zijn, vindt hier een veel directere omzetting plaats. De kwantummotor zou tenslotte een efficiëntie van 25 procent moeten bereiken. Volgens de onderzoekers zou dit genoeg zijn om in ieder geval in de toekomst schakelingen van energie te voorzien.

Dat de efficiëntie zo hoog is, komt door de rangschikking van de quanta en hun verstrengeling. Hoe sterker deze kwantumverstrengeling is, hoe beter de mechanische efficiëntie van het systeem. Dit is het resultaat van de analyse van ongeveer 10.000 afzonderlijke experimenten.

Het systeem zelf is op dit moment echter niet echt van praktisch nut. De waarnemingen werden gedaan op veertig afzonderlijke positief geladen calciumionen. Deze bevinden zich in een ionenval - meestal een optisch pincet dat lijkt op een zwakke laserstraal.

Bovendien moet het geheel worden afgekoeld tot bijna het absolute nulpunt bij -273 °C (-459 °F) om de trillingen van de atomen te elimineren. De efficiëntie van 25 procent is daarom op zijn best theoretisch. Over het geheel genomen is het vrijwel zeker 0 procent, zelfs als het fijn afgerond is.

Dit verandert natuurlijk niets aan de observatie van hoe kwantumverstrengeling de efficiëntie beïnvloedt. En zelfs als toekomstige auto's het voorlopig zonder kwantummotor moeten stellen (trefwoord: technologische openheid), zal het experiment de moeite waard zijn geweest zodra de wisselwerking tussen atoom, licht en verstrengeling beter wordt begrepen.