محرك نانوي يحول الترابط الكمومي إلى شغل ميكانيكي، باستخدام نظام كمومي واحد كمادة عاملة.المحرك الكمومي هو محرك نانوي نظري أو تجريبي يستخرج شغلًا ميكانيكيًا من الترابط الكمومي—أي العلاقات الطورية الدقيقة بين الحالات الكمومية. على عكس المحرك التقليدي الذي يحرق الوقود أو يستخدم تدرجات حرارية، يعمل المحرك الكمومي على نظام كمومي واحد، مثل ذرة أو أيون أو دائرة فائقة التوصيل، كمادة عاملة. الفكرة هي تسخير الطبيعة الموجية للجسيمات الكمومية لتوليد حركة موجهة، غالبًا عن طريق تدوير النظام عبر سلسلة من الحالات الكمومية التي تنتج إزاحة صافية أو دورانًا.
ظهر المفهوم في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين من مقترحات نظرية في الديناميكا الحرارية الكمومية، مع مساهمات بارزة من باحثين مثل إم. أو. سكالي وآخرين استكشفوا المحركات الحرارية الكمومية. ومع ذلك، فإن المصطلح المحدد 'المحرك الكمومي' وتحقيقه التجريبي لا يزالان في مراحلهما الأولى، لذا لا يُنسب اختراعه إلى مخترع واحد بشكل قاطع.
يعتمد المحرك عادةً على دورة مغلقة من العمليات الكمومية، مماثلة للدورة الديناميكية الحرارية. على سبيل المثال، يمكن جعل جسيم كمومي في تراكب لحالتين مكانيتين يتداخل، ومن خلال التحكم الدقيق في الطور والسعة لهاتين الحالتين، يتحول التوزيع الاحتمالي ليفضل اتجاهًا واحدًا. الدورات المتكررة، التي غالبًا ما تُدفع بنبضات ليزر أو مجالات ميكروويف، تراكم هذا الانحياز إلى حركة ميكانيكية قابلة للقياس، مثل دوران أيون محاصر أو انتقال مذبذب نانوي ميكانيكي. المفتاح هو أن الترابط، وليس الطاقة الحرارية، يوفر 'الوقود'.
تُستكشف المحركات الكمومية كمكونات لآلات كمومية مستقبلية، مثل أجهزة استشعار فائقة الحساسية أو مشغلات في الحوسبة الكمومية، حيث يكون التحكم الدقيق على المستوى النانوي ضروريًا.
في بعض المقترحات، يمكن للمحرك الكمومي أن يعمل عند درجة حرارة صفرية، مستخرجًا شغلًا纯粹 من الترابط الكمومي دون أي تدفق حراري، وهو أمر مستحيل للمحركات التقليدية.
