新華社赫爾辛基7月20日電（記者朱昊晨　徐謙）芬蘭阿爾托大學研究人員新研制出一種基于超導電路的循環量子熱機，并通過實驗證明，在量子尺度上微弱的熱量也可以轉化為可測量的能量輸出。該研究成果已發表在英國《自然-通訊》雜志上。

阿爾托大學日前發布的新聞公報說，熱機是將熱能轉化為可利用能量的裝置，蒸汽機、汽車發動機和許多發電設備都依據這一原理運行。近年來，隨著量子技術發展，科學家開始探索熱力學定律在量子尺度下如何發揮作用，以及能否利用量子系統中的微小熱量完成能量轉換。

此次研制的量子熱機僅有數毫米大小，由超導量子比特、諧振器和量子制冷設備組成，工作原理是將冷卻到接近絕對零度的量子系統損失的少量熱能轉化為可用能量。實驗結果顯示，在接近絕對零度的環境中，量子系統中的微弱熱量能夠轉化為可測量的能量輸出。

研究人員說，這是循環量子熱機首次在超導電路中得到實驗演示。這項成果一方面有助于研究熱力學定律在量子尺度下如何發揮作用，深化對熱量和能量轉換關系的認識，另一方面也可能為大型量子計算機的設計提供新思路。

目前，超導量子計算機芯片需要在極低溫環境下運行，但芯片產生的信號通常還要傳送至室溫設備處理。隨著量子比特數量增加，連接芯片和外部設備的線路會越來越多，不僅增加量子計算機的成本和復雜程度，還可能影響其穩定運行。

研究團隊下一步將嘗試研制可自主運行的量子熱機，使量子比特的部分信號讀取工作無需提升至室溫條件即可完成，從而減少量子計算機對外部線路和室溫設備的依賴，降低大型量子計算機的成本并簡化系統結構。（完）