Классический тепловой двигатель сжигает топливо и неизбежно рассеивает значительную часть энергии в виде тепла — такова цена, которую требует второй закон термодинамики. Квантовый двигатель идёт иным путём: его движущей силой служит не тепло, а идеальная ритмичность, которую физики называют квантовой когерентностью. Представьте оркестр, где каждый музыкант держит единый темп без малейшего сбоя, — но здесь весь оркестр заменяет один-единственный электрон.

Исследователи использовали алмаз с углеродным дефектом, в ловушке которого находился тот самый электрон. С помощью лазерной спектроскопии (метода, позволяющего зондировать квантовые состояния подобно тому, как мы подключаемся к крошечной батарейке) они наблюдали за его состоянием. Электрон «заряжали» микроволновым полем — это можно сравнить с заданием безупречного музыкального ритма, под который частица начинает «танцевать». Накопленная когерентная энергия затем преобразовывалась в полезную работу. Примечательно, что один и тот же электрон выступал одновременно и в роли мотора, и в роли аккумулятора.

После нескольких рабочих циклов квантовая машина произвела почти вдвое больше работы, чем её классический тепловой аналог. Этот результат открывает перспективу создания наномоторов, которые будут эффективно функционировать исключительно в квантовом режиме.