論文の概要: Thermodynamics of Minimal Coupling Quantum Heat Engines
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.05788v5
- Date: Wed, 30 Dec 2020 09:37:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-29 08:26:33.436392
- Title: Thermodynamics of Minimal Coupling Quantum Heat Engines
- Title（参考訳）: 最小結合型量子熱エンジンの熱力学
- Authors: Marcin {\L}obejko, Pawe{\l} Mazurek, Micha{\l} Horodecki
- Abstract要約: 最小カップリング量子熱エンジン(Minimum-coupling quantum heat engine)は、明示的なエネルギー貯蔵システム、熱浴、作業体からなる熱機械である。
量子熱力学の一般的な枠組みとして、非パッシブエネルギーの流れによって仕事の抽出過程が根本的に制限される。
3ストロークからなる可逆最小結合エンジンのクラスにおいて, サイクル当たりの最適効率と作業量を求める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.11719282046304676
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The minimal-coupling quantum heat engine is a thermal machine consisting of
an explicit energy storage system, heat baths, and a working body, which
alternatively couples to subsystems through discrete strokes --
energy-conserving two-body quantum operations. Within this paradigm, we present
a general framework of quantum thermodynamics, where a work extraction process
is fundamentally limited by a flow of non-passive energy (ergotropy), while
energy dissipation is expressed through a flow of passive energy. It turns out
that small dimensionality of the working body and a restriction only to
two-body operations make the engine fundamentally irreversible. Our main result
is finding the optimal efficiency and work production per cycle within the
whole class of irreversible minimal-coupling engines composed of three strokes
and with the two-level working body, where we take into account all possible
quantum correlations between the working body and the battery. One of the key
new tools is the introduced "control-marginal state" -- one which acts only on
a working body Hilbert space, but encapsulates all features regarding work
extraction of the total working body-battery system. In addition, we propose a
generalization of the many-stroke engine, and we analyze efficiency vs
extracted work trade-offs, as well as work fluctuations after many cycles of
the running of the engine.
- Abstract（参考訳）: 最小結合型量子熱エンジンは、明示的なエネルギー貯蔵システム、熱浴、作業体からなる熱機械で、離散的なストローク(エネルギー保存型2体量子演算)を通してサブシステムに結合する。
このパラダイムの中で、仕事抽出過程は非パッシブエネルギー(エルゴトロピー)の流れによって基本的に制限され、一方、エネルギー散逸はパッシブエネルギーの流れによって表現される量子熱力学の一般的な枠組みを示す。
作業体の小さな寸法と2体操作への制限により、エンジンは基本的に可逆的であることが判明した。
我々の主な成果は、3ストロークと2レベルの作業体からなる可逆的最小結合エンジンのクラス全体において、各サイクル当たりの最適効率と作業量を求めることであり、そこでは、作業体と電池の間の全ての量子相関を考慮に入れている。
主要な新しいツールの1つは、導入される「制御・マージ状態」である。これは、作業体ヒルベルト空間にのみ作用するが、全体の作業体バッテリシステムの作業抽出に関する全ての特徴をカプセル化するものである。
また,多ストロークエンジンの一般化を提案するとともに,抽出された作業トレードオフに対する効率性や,エンジンの動作サイクルを何サイクルも経た後に発生する作業変動を解析した。
関連論文リスト
- A finite-time quantum Otto engine with tunnel coupled one-dimensional Bose gases [0.0]
弱い相互作用を持つボース気体中の粒子間相互作用によって駆動される有限時間量子オットーエンジンサイクルについて検討する。
均一な1Dボースガスとは異なり、調和的に閉じ込められた準凝縮体は、純粋にエンペアエンジンとして動作できない。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-25T09:54:21Z) - Quantum thermodynamics of the spin-boson model using the principle of minimal dissipation [41.94295877935867]
本研究では, 環境が作業量, 熱量, エントロピー生産量に与える影響について検討した。
その結果, 弱い結合形態の作業, 熱, エントロピー生産に有意な差が認められた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-04-18T12:11:18Z) - A quantum Stirling heat engine operating in finite time [0.0]
有限時間動作した量子スターリングエンジンの熱力学を解析する。
サイクルの遅い動作と低温の限界において、そのようなエンジンの効率はカルノット効率に近づいた。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-24T18:30:59Z) - Efficient Quantum Work Reservoirs at the Nanoscale [44.99833362998488]
本研究では, ランダウアーの制約下にある2段階の作業貯水池が, 計算中のエネルギー散逸を誤って示唆していることを示す。
対照的に、多層作業貯水池はランダウアーの境界を任意に低エントロピーを発生させながら達成できることを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-28T21:52:33Z) - Powerful ordered collective heat engines [58.720142291102135]
本稿では,同期動作を行うユニットのシステムによって性能が向上するエンジンのクラスを紹介する。
熱機関として運用するには,Isingライクな相互作用と集合秩序体制との相互作用が不可欠であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-16T20:14:19Z) - Many-body quantum vacuum fluctuation engines [0.0]
相互作用系の絡み合った基底状態と局所的に分離可能な状態とのエネルギー差を利用した多体量子エンジンを提案する。
我々は、効率が「局所的絡み合いギャップ」によって制御されることを証明し、大域基底状態と局所ハミルトンのエネルギー固有状態の間のエネルギー差を証明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-15T14:25:38Z) - The quantum Otto cycle in a superconducting cavity in the non-adiabatic
regime [62.997667081978825]
超伝導空洞に適用された量子オットーサイクルの効率を解析する。
非断熱的な状態においては、量子サイクルの効率は動的カシミール効果に影響されることが示されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-30T11:47:33Z) - Collective effects on the performance and stability of quantum heat
engines [62.997667081978825]
小型熱機関の動作における量子力学的拡張の最近の予測は、新たな関心を集めている。
1つの重要な問題は、集団効果が大規模に拡張するのに役立つかどうかである。
エンジンを構成するスピンの数とともに, パワー, 効率, 一貫性のスケールについて検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-25T18:00:07Z) - Quantum Heat Engines with Carnot Efficiency at Maximum Power [0.0]
一発の有限サイズ状態においてカルノー効率で最大電力を供給する量子熱エンジンを導入する。
エンジンは1段階のサイクルで作動し、作業システムは温水浴と冷水浴を同時に操作する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-02T14:34:38Z) - Maximal power for heat engines: role of asymmetric interaction times [110.83289076967895]
本稿では、エンジン性能を最適化するために、相互作用時間非対称性を調整するという考え方を紹介する。
個別最適化プロトコルは熱力学の枠組みで解析される。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-16T22:26:14Z) - Non-Markovian effect on quantum Otto engine: -Role of system--reservoir
interaction- [0.0]
それぞれのサイクルが2つの有限時間量子等方過程からなる量子オットーエンジンの極限サイクルについて検討する。
サイクルの無限反復後の作業抽出における非マルコフ効果(量子等方性過程における還元力学の短時間挙動)について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-24T10:01:24Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。