論文の概要: Universal finite-time thermodynamics of many-body quantum machines from Kibble-Zurek scaling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.06607v2
• Date: Thu, 19 Nov 2020 03:09:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-29 04:21:30.612337
• Title: Universal finite-time thermodynamics of many-body quantum machines from Kibble-Zurek scaling
• Title（参考訳）: Kibble-Zurekスケーリングによる多体量子マシンの普遍有限時間熱力学
• Authors: Revathy B. S., Victor Mukherjee, Uma Divakaran and Adolfo del Campo
• Abstract要約: 消散エネルギ化と緩やかな浴槽を動力とする量子エンジンを考える。 非常に一般的な条件下では、出力処理はキブル・ズレーク機構によって制御されることを示す。 また、エンジンが重要になるにつれて効率と電力がどう変化するかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We demonstrate the existence of universal features in the finite-time thermodynamics of quantum machines by considering a many-body quantum Otto cycle in which the working medium is driven across quantum critical points during the unitary strokes. Specifically, we consider a quantum engine powered by dissipative energizing and relaxing baths. We show that under very generic conditions, the output work is governed by the Kibble-Zurek mechanism, i.e., it exhibits a universal power-law scaling with the driving speed through the critical points. We also optimize the finite-time thermodynamics as a function of the driving speed. The maximum power and the corresponding efficiency take a universal form, and are reached for an optimal speed that is governed by the critical exponents. We exemplify our results by considering a transverse-field Ising spin chain as the working medium. For this model, we also show how the efficiency and power vary as the engine becomes critical.
• Abstract（参考訳）: 我々は, 量子機械の有限時間熱力学における普遍的特徴の存在を, 作業媒体がユニタリストロークの間, 量子臨界点を越えて駆動される多体量子オットーサイクルを考慮することによって示す。 具体的には、消散エネルギ化と緩やかな浴槽を動力とする量子エンジンを考える。 超汎用的な条件下では、出力作業はkibble-zurek機構(つまり臨界点を通る駆動速度で普遍的なパワーロースケーリングを示す)によって制御される。 また、有限時間熱力学を駆動速度の関数として最適化する。 最大出力と対応する効率は普遍的な形式をとり、臨界指数によって支配される最適速度に到達する。 作業媒体として横場イジングスピンチェーンを考慮し,実験結果を実証する。 このモデルの場合、エンジンが重要になるにつれて効率と出力がどう変化するかを示す。

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