迷你化的“热机”可能为未来的纳米尺度机器提供动力。曼彻斯特大学的研究揭示了迷你化的“热机”在量子计算机等纳米尺度机器中的潜在用途。热机是将热能转化为称为“功”的有用形式的设备，可以提供动力，就像其他引擎一样。曼彻斯特大学光子科学研究所和物理天文学院的高级讲师和EPSRC研究员Ahsan Nazir博士想要了解热机在量子水平上的表现，即在经典物理定律不总适用的亚原子环境中。在这个尺度上的热机可以帮助为未来的迷你化纳米尺度机器，比如量子计算机的组件，提供动力。Nazir博士发表在《物理评论E》杂志上的研究表明，由于这些设备与外部热源交换能量的方式，导致热机在量子尺度上倾向于性能下降，并且需要进一步研究来解决这一问题。Nazir博士解释说：“热机是将热能转化为称为‘功’的有用形式的设备，除了具有巨大的实际重要性外，对决定其能源转换效率的因素的理论理解还使我们对热力学定律有了深入的理解。” 最近，人们在量子系统中实现引擎方面产生了很多兴趣，以确定热力学定律是否也适用于量子系统。在大多数情况下，这些引擎被简化为工作系统与热源之间相互作用微乎其微的假设。在经典宏观尺度上，这种假设通常是有效的，但我们认识到，随着系统尺寸减小到量子尺度，可能情况并非如此。关于如何在这种所谓的强耦合区域中处理热力学问题仍未达成共识。因此，我们提出了适用于研究强相互作用力量领域内量子热机的形式主义，并将其应用于四冲程Otto循环的案例。这种方法使我们能够对所有耦合强度下的循环中能量交换进行完整的热力学分析。我们发现，随着相互作用强度变得更显著，引擎的性能降低，因此非零系统-源相互作用强度在量子机械热机的运行中构成一个重要的考虑因素。
