Tout moteur thermique produit de l'entropie — le désordre inévitable. La limite de rendement est donnée par la formule de Carnot, établie par Ludwig Boltzmann et Max Planck : plus l'échappement est froid par rapport à la source chaude, plus le rendement est élevé. Mais dans le monde classique, pour y parvenir, il faut ralentir le cycle à une allure de tortue, et la puissance chute à zéro.
Le fluide de travail est constitué de photons micro-ondes dans des résonateurs supraconducteurs (des cavités microscopiques où la lumière circule sans perte). Le secret réside dans le transfert collectif : les photons, comme une chaîne de personnes se passant un seau d'eau, transportent l'énergie à travers un qubit (un interrupteur quantique). Ce tapis roulant ne génère presque pas d'entropie supplémentaire — sa croissance est microscopique et se calcule selon la formule de John von Neumann. La simulation montre qu'avec 15 photons, le rendement atteint 99.9 % de la limite, et l'ajout de nouvelles particules ne fait qu'augmenter la puissance — pour un moteur ordinaire, c'est un non-sens. Ce succès repose sur l'information quantique et l'optique quantique ; pour maintenir la cohérence, il faut supprimer la décohérence quantique — la destruction de l'ordre par l'environnement. Cette approche renverse la conception : au lieu de lutter contre les pertes, on les amplifie pour les faire travailler à notre avantage. Ces micromoteurs pourraient servir à refroidir les ordinateurs quantiques ou devenir des cellules de batteries ultra-froides.
Le travail coordonné des photons ressemble à l'effet laser : les atomes émettent de la lumière en synchronie, créant un faisceau puissant et directionnel.