On peut comparer un moteur thermique à un coureur qui traverse de l'air chaud et froid : en prenant de la vitesse, il ressent la température différemment. Les particules quantiques, qui jouent le rôle de fluide de travail, commencent elles aussi à « voir » la chaleur à leur manière lorsqu'elles se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière. Cette illusion des sens est une conséquence de la théorie de la relativité restreinte d'Einstein.
Dans un moteur thermique classique, l'efficacité est liée à la différence de température et ne peut pas dépasser la barrière de Carnot. Mais si les sondes quantiques foncent à une vitesse proche de celle de la lumière, le champ chaud leur paraît encore plus chaud, et le champ froid, plus glacial. Les scientifiques ont construit un modèle avec de simples détecteurs Bryce DeWitt et ont montré qu'une accélération appropriée augmente le travail utile et dépasse la limite classique. Ainsi, la vitesse devient elle-même un carburant.
Un tel moteur, dans l'espace interstellaire, pourrait se recharger à partir du rayonnement fossile — la lumière refroidie du Big Bang — simplement en se déplaçant à grande vitesse.
L'idée d'extraire de l'énergie du vide n'est pas nouvelle : on la retrouve dans les « Mémoires d'un voyage stellaire » de Stanislas Lem et dans d'autres récits de science-fiction.