Dos cúbits, que son bits cuánticos, sistemas de dos niveles, se deslizan a través de baños térmicos, uno caliente y otro frío. Uno se mueve a 0,8 veces la velocidad de la luz. En ese momento, la termodinámica convencional se resquebraja: un cúbit en movimiento percibe la temperatura de manera distinta a uno en reposo. Para él, el baño frío puede resultar más caliente, y el caliente, más frío. Esto no es un truco, sino una consecuencia directa de la teoría de la relatividad, y es precisamente lo que convierte el movimiento en combustible para un motor cuántico.

Un motor térmico clásico está encerrado en la jaula del límite de Carnot, que es la eficiencia máxima que depende solo de las temperaturas de los reservorios. En el mundo cuántico ya se ha aprendido a vulnerar esa jaula ofreciendo al motor estados térmicos comprimidos. El nuevo trabajo va más allá: en lugar de reservorios exóticos, utiliza el propio movimiento del fluido de trabajo. Los cúbits, que actúan como detectores de Unruh-DeWitt, sondas cuánticas puntuales sensibles al campo, se desplazan a velocidad constante, y eso es suficiente. No hay aceleración ni geometría curvada.

La temperatura efectiva, que es la que siente el objeto en movimiento, se calcula a partir del balance detallado de las transiciones entre los niveles del cúbit. Depende de la frecuencia del cúbit y de su velocidad. En el régimen de alta temperatura (βω ≪ 1), el cúbit en movimiento siempre siente más frío que el baño; en el de baja temperatura (βω ≫ 1), lo siente más caliente. Esto abre una posibilidad paradójica: un motor que en reposo funcionaría como refrigerador, al moverse comienza a producir trabajo útil. La eficiencia a máxima potencia puede superar no solo la eficiencia de Curzon-Ahlborn, sino también el propio límite de Carnot definido por las temperaturas de reposo. Por ejemplo, cuando el cúbit B se mueve a través del reservorio frío a 0,8c y la relación de temperaturas es $β_A$/$β_B$ = 1/2, la eficiencia alcanza valores superiores a $η_C$. Cuando las temperaturas de los reservorios son iguales, el límite estándar de Carnot es cero, pero el motor relativista sigue produciendo trabajo positivo.

La producción de entropía sigue siendo no negativa, así que la segunda ley de la termodinámica no se viola. El movimiento no crea energía de la nada, sino que la redistribuye, igual que el viento llena las velas. Hasta este trabajo, no estaba claro si el movimiento inercial por sí solo podía servir como recurso para aumentar la eficiencia sin violar la segunda ley. Ahora la respuesta es que sí. Además, basta con un movimiento uniforme simple, sin aceleraciones ni campos gravitatorios. Esto simplifica la implementación experimental y abre una nueva clase de máquinas térmicas cuánticas donde el control de la velocidad permite ajustar la eficiencia sin cambiar las temperaturas de los reservorios.

De cara al futuro, se podrían considerar los costos energéticos de mantener el movimiento de los cúbits y la influencia inversa de los detectores sobre el campo. Sería interesante generalizar a trayectorias más realistas, incluida la aceleración, y a la interacción con el campo electromagnético en lugar del escalar. También se podría investigar fluidos de trabajo multipartitos y estados entrelazados para mejorar aún más el rendimiento. Las predicciones pueden verificarse en experimentos con átomos en movimiento o cúbits superconductores que simulen el movimiento relativista mediante la modulación del acoplamiento con el reservorio. El trabajo está directamente relacionado con el problema fundamental de definir la temperatura en termodinámica relativista y con la cuestión de los límites de eficiencia de las máquinas térmicas cuánticas con reservorios fuera de equilibrio.