論文の概要: Power maximization of two-stroke quantum thermal machines
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.03489v2
- Date: Wed, 31 Mar 2021 17:08:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 17:58:58.442891
- Title: Power maximization of two-stroke quantum thermal machines
- Title（参考訳）: 2ストローク量子熱機械の電力最大化
- Authors: Nicol\`o Piccione, Gabriele De Chiara, Bruno Bellomo
- Abstract要約: 2種類の2ストロークサイクルについて検討し、2つの同一量子系の集合を熱平衡で最初に準備する。
どちらのサイクルでも、キュービット系のパワーピークはカーゾン=オールボーンの効率を超えることがある。
- 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 present a detailed study of quantum thermal machines employing quantum
systems as working substances. In particular, we study two different types of
two-stroke cycles where two collections of identical quantum systems with
evenly spaced energy levels are initially prepared at thermal equilibrium by
putting them in contact with a cold and a hot thermal bath, respectively. The
two cycles differ in the absence or the presence of a mediator system, while,
in both cases, non-resonant exchange Hamiltonians are exploited as particle
interactions. We show that the efficiencies of these machines depend only on
the energy gaps of the systems composing the collections and are equal to the
efficiency of "equivalent" Otto cycles. Focusing on the cases of qubits or
harmonic oscillators for both models, we maximize the engine power and analyze,
in the model without the mediator, the role of the waiting time between
subsequent interactions. It turns out that the case with the mediator can bring
performance advantages when the interaction times are comparable with the
waiting time of the correspondent cycle without the mediator. We find that in
both cycles, the power peaks of qubit systems can surpass the Curzon-Ahlborn
efficiency. Finally, we compare our cycle without the mediator with previous
schemes of the quantum Otto cycle showing that high coupling is not required to
achieve the same maximum power.
- Abstract（参考訳）: 量子系を作用物質として用いた量子熱機械の詳細な研究について述べる。
特に,均等間隔のエネルギー準位を持つ同一の量子系の2つの集合体が,それぞれ冷水浴と熱湯に接触して熱平衡状態にある2つの異なる2ストロークサイクルの研究を行った。
2つのサイクルはメディエーター系の欠如や存在によって異なるが、どちらの場合も非共鳴交換ハミルトニアンは粒子相互作用として利用される。
これらの機械の効率性は、収集を構成する系のエネルギーギャップにのみ依存し、「等価」オットーサイクルの効率に等しいことを示す。
両モデルの量子ビットあるいは調和振動子の場合に着目し,エンジンパワーを最大化し,中間子を持たないモデルにおいて,後続の相互作用間の待ち時間の役割を分析する。
仲介者の場合、対話時間が仲介者なしで対応するサイクルの待ち時間に匹敵する場合、性能上の利点をもたらすことが判明した。
どちらのサイクルでも、キュービット系のパワーピークがカーゾン=アルボーン効率を超えることが分かる。
最後に、中間子なしでの我々のサイクルと量子オットーサイクルの以前のスキームを比較し、同じ最大パワーを達成するために高い結合は必要ないことを示す。
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