Aalto presenta el primer motor térmico cuántico superconductor

Investigadores de la Universidad de Aalto han demostrado el primer motor térmico cuántico cíclico del mundo construido dentro de un circuito superconductor, según un estudio publicado en Nature Communications el 14 de agosto de 2026. El dispositivo, que opera cerca del cero absoluto, produjo repetidamente trabajo positivo al convertir pequeñas cantidades de calor, lo que marca una prueba de concepto para motores térmicos superconductores que podrían eventualmente mejorar la tecnología de computación cuántica.

El motor combina un qubit transmon, un resonador y un refrigerador cuántico, todos nanofabricados dentro de un circuito superconductor. Liderado por el profesor de la Academia Mikko Möttönen, el equipo utilizó el refrigerador cuántico para calentar y enfriar el qubit a demanda, impulsando un ciclo de Otto—el mismo proceso termodinámico usado en motores de automóviles—mediante pulsos de control cuidadosamente sincronizados. Las mediciones confirmaron que el calor que pasa a través del qubit durante el ciclo generó trabajo positivo.

Este experimento une la mecánica cuántica y la termodinámica, mostrando cómo se comportan los procesos termodinámicos familiares cuando están presentes efectos cuánticos como el túnel, el entrelazamiento y la superposición. Según el primer autor Tuomas Uusnäkki, el uso de un único refrigerador cuántico controlable como entorno tanto caliente como frío hace que el sistema sea más simple y versátil que los motores térmicos convencionales, que dependen de reservorios separados de calor y frío.

Los investigadores ahora trabajan para mejorar el diseño y desarrollar un motor térmico totalmente autónomo. Una aplicación potencial es leer qubits sin llevar pulsos de microondas desde temperaturas de milikelvin hasta temperatura ambiente. Möttönen señala que la Estrategia de Tecnología Cuántica de Finlandia prevé una computadora cuántica con mil qubits lógicos para 2035, lo que probablemente requeriría cientos de miles de qubits físicos y millones de cables de microondas que cuestan miles de euros cada uno. Dispositivos autónomos integrados en circuitos superconductores podrían reducir tanto el costo como la complejidad, eliminando gran parte del ruido introducido por los cables.

El experimento se llevó a cabo utilizando OtaNano, la infraestructura nacional de investigación de Finlandia para nano, micro y tecnología cuántica. La financiación provino del Consejo de Investigación de Finlandia y de la Fundación Cultural Finlandesa.