量子エンジンとは、量子力学に基づいて動作するエンジンです。
従来のエンジンは、熱をエネルギー源として利用しますが、量子エンジンは熱を使わずに動作します。
量子エンジンは、2023年9月に沖縄科学技術大学院大学（OIST）とドイツの複数の大学による国際研究チームが、世界で初めて実験室内で動作する量子エンジンの概念実証に成功したことで、注目を集めました。
量子エンジンの原理は？
量子エンジンの原理は、自然界に存在する粒子を、量子的性質に基づいて2つのグループに分類できるということです。
この2つのグループは、フェルミオンとボソンと呼ばれます。
フェルミオンは、スピン角運動量がディラック定数の整数倍の粒子です。
ボソンは、スピン角運動量がディラック定数の半整数倍の粒子です。
量子エンジンは、ボソンをフェルミオンに変化させ、また元に戻すことを繰り返すことで動力を得ます。
この変化は、マイクロ波などの外部からの影響によって引き起こされます。
量子エンジンのメリットは？
量子エンジンには、従来のエンジンにはない多くのメリットがあります。
熱を使わないため、排気ガスが出ません。
➡環境に優しく、また燃料費を削減することにつながります。
量子エンジンは、従来のエンジンよりも効率が良いとされています。
➡熱の損失が少ないためです。
量子エンジンは、小型化が容易です。
➡従来のエンジンに必要な熱交換器や燃焼室などの部品が不要なためです。
量子エンジンの課題は？
量子エンジンはまだ開発途上であり、いくつかの課題があります。
量子エンジンを動作させるためには、極低温が必要です。
これは、ボソンとフェルミオンの変化を促進するためです。
量子エンジンは、まだ小型で出力が低いため、実用化にはさらなる研究開発が必要です。
量子エンジンの未来は？
量子エンジンは、まだ開発途上ですが、その可能性は非常に大きいと考えられています。
量子エンジンが実用化されれば、環境に優しく、効率的で、小型なエンジンが実現する可能性があります。
自動車や航空機などの交通機関、さらには宇宙開発などに大きなインパクトを与える可能性があります。
まとめ
量子エンジンは、量子力学に基づいて動作するエンジンです。
熱を使わずに動作するため、環境に優しく、効率的で、小型化が容易です。
量子エンジンはまだ開発途上ですが、その可能性は非常に大きいと考えられています。
今後の研究開発が進み、量子エンジンが実用化されることを期待しています。
