近期科學研究在量子點熱機領域取得重大進展，其將熱能轉換為電能的效率已能超越傳統熱機系統。研究團隊利用量子點接觸電晶體將熱能引入非熱平衡態，促使高能電子移動至量子點熱機，再透過量子效應將熱量轉化為電能，展現出比傳統方法更優異的轉換效率。為模擬非熱電子分佈，研究人員採用了二元費米模型，實驗結果證實此方法不僅超越了卡諾效率極限，也勝過居諾-艾爾邦效率極限，這兩者分別代表了傳統引擎在峰值功率下的最高效率與可逆極限，凸顯了此量子技術的創新之處。量子點熱機的實驗實現已證明其效率接近居諾-艾爾邦極限，並超過卡諾效率的70%，這是首次證實量子點在高效熱機中的應用。
這些突破為低功耗電子設備和量子運算領域開啟了新篇章，直接將廢熱回收為可用能源的潛力，對這些領域具有重大意義。進一步的研究顯示，粒子交換式熱機已接近熱力學效率極限，其中有研究的效率更超過卡諾效率的70%，同時仍能維持一定的功率輸出。另一項對微型熱機量子卡諾循環的研究指出，效率受到熱庫熱容量及工作物質的影響，並暗示在無需額外量子資源的情況下，有可能超越標準的卡諾效率極限。這些量子點熱機的綜合進展，標誌著更高效能源轉換技術的關鍵一步。
值得注意的是，有研究指出，量子點熱機的效率與功率輸出與量子點的微觀特性密切相關，並非僅由熱庫溫度決定。透過調整量子點的能量級，可以精確調控其功率與效率。此外，非熱能來源的應用，例如利用量子點接觸電晶體產生的廢熱，已被證實能顯著提高電壓和轉換效率，表現優於傳統的準熱平衡熱源。這項發現為利用量子點技術開發更高效的能源收集設計提供了新的方向，並預示著廢熱可被轉化為可用電力，為未來的電子設備和量子計算帶來更強大、更永續的發展潛力。
研究表明，量子點可以作為近乎理想的能量過濾器，這使得它們在研究接近熱力學極限的熱電能量轉換方面具有重要意義。此類系統的開發將促使高效熱機的產生，儘管其尺寸很小，但仍被稱為量子熱機。