大家都知道，目前的發(fā)動機都是將熱能轉換為動能，這樣的內燃機一般都屬于熱機，需要將燃油在發(fā)動機內部點燃后，把內能轉化為到機械裝置上，再由機械能量轉換到活塞再到曲軸上再推動車輪工作,在這樣的循環(huán)中，發(fā)動機大約1/3的能量轉化為動能,有1/3隨廢氣耗散掉,有1/3被冷卻水帶走，能量浪費極大，同時帶走的熱能又再一次形成溫室效應。

而目前有一個國際研究團隊研發(fā)出一款全新的量子發(fā)動機，該款發(fā)動機可以不通過熱能轉換來進行機械驅動，目前該發(fā)動機已通過微觀實驗驗證，通過實驗發(fā)現(xiàn)，理論上這款量子引擎完全可以代替熱機,它運行原理是與量子物質自旋所產生的能量差有關系。

在微觀粒子世界里，像電子和夸克這樣的粒子，除了質量以外還有其他決定它們和另外的粒子間相互作用的性質，這當中最重要也是最奇妙的一個性質，就是粒子的自旋，目前科學上已知的所有粒子都屬于:玻色子或費米子中的之一。

而在量子力學中，費米子遵守保利排斥原理：沒有兩個費米子可以占據(jù)相同的精確量子態(tài)。但是玻色子沒有這種限制，玻色子集群處于相同的量子狀態(tài),當微粒在室溫下高速飛行時,這一點并不重要。然而,把這些粒子冷卻后在接近絕對零度【-273.15℃】的情況下,這種差別就變得巨大了:玻色子堆積成最低的可用能量狀態(tài),而費米子則以"階梯"的狀態(tài)相互堆疊在一起。實驗發(fā)現(xiàn)在這樣的低溫下,除了基本的費米子之外,可以通過將費米子組合在一起(可能與波森一起)來創(chuàng)建另一類費米子,以獲得具有半整數(shù)旋轉。也就是這樣的原理可以模擬出一個常規(guī)的活塞發(fā)動機的運作路徑，不同之處在于,這款引擎是不是點火和內燃后將活塞驅動力的，而是依靠氣體狀態(tài)基本量子性質的變化的能量。

為了讓這款量子發(fā)動機工作,研究小組冷卻了鐵離子鋰-6原子的氣體,并將其限制在一個光學和磁結合的陷阱中。然后他們調好磁場,直到鐵原子成對成玻色子分子。以上實現(xiàn)復原了內燃發(fā)動機的運行四個步驟也就是發(fā)動機做工的四個沖程。

實驗表明這個量子發(fā)動機的效率是非?？捎^的，同時輸出的效率已達25%，研究表明這款量子發(fā)動機的效率由第一步(壓縮)的氣體能量變化和第三步(膨脹)的能量增加之間的差異決定的，研究小組未來將提升這款發(fā)動機的效率輸出，可以使這個比例超過50%。但這個數(shù)字不包括運行冷卻原子并使其被困所需的能量。

參與研發(fā)的科學家表示，未來在不到10年的時間里,量子熱力學將成為每臺量子計算機上許多量子傳感器的基本成分。"雖然這種類型的發(fā)動機還不能驅動汽車，但有一天會被用來為量子電池或量子計算機和傳感器充電。如果商業(yè)化后這款發(fā)動機只需激活啟動即可，可替代目前電動車使用的電池組，同時特不需要勢能轉換，不消耗地球資源，將成為徹底的綠色能量。