論文の概要: Few-qubit quantum refrigerator for cooling a multi-qubit system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.13973v1
• Date: Fri, 27 Nov 2020 19:25:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-22 20:20:15.897883
• Title: Few-qubit quantum refrigerator for cooling a multi-qubit system
• Title（参考訳）: 多ビット系冷却用量子冷凍機
• Authors: Onat Ar{\i}soy and \"Ozg\"ur E. M\"ustecapl{\i}o\u{g}lu
• Abstract要約: 我々は、いわゆるスピンスターモデルにおいて、中心量子ビットと$N$ ancilla qubitsを結合した中心量子ビットを、我々の量子冷蔵庫とみなす。 その後、より冷たい中心量子ビットは、一般的な量子多ビット系を冷却する冷媒界面として使用されることが提案されている。
• 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 propose to use a few-qubit system as a compact quantum refrigerator for cooling an interacting multi-qubit system. We specifically consider a central qubit coupled to $N$ ancilla qubits in a so-called spin-star model as our quantum refrigerator. We first show that if the interaction between the qubits is of the longitudinal and ferromagnetic Ising model form, the central qubit is colder than the environment. The colder central qubit is then proposed to be used as the refrigerant interface of the quantum refrigerator to cool down general quantum many-qubit systems. We discuss a simple refrigeration cycle, considering the operation cost and cooling efficiency, which can be controlled by $N$ and the qubit-qubit interaction strength. Besides, bounds on the achievable temperature are established. Such few-qubit compact quantum refrigerators can be significant to reduce dimensions of quantum technology applications, can be easy to integrate into all-qubit systems, and can increase the speed and power of quantum computing and thermal devices.
• Abstract（参考訳）: 相互作用するマルチキュービット系を冷却する小型量子冷蔵庫として,数量子システムを提案する。 具体的には、量子冷凍機としてスピンスターモデルと呼ばれる、中央量子ビットをn$ ancilla qubitsに結合する。 まず, 量子ビット間の相互作用が縦型および強磁性イジングモデル形式である場合, 中心量子ビットは環境よりも低温であることを示す。 その後、より冷たい中心量子ビットは、一般的な量子多ビット系を冷却するために、量子冷蔵庫の冷媒界面として使用されることが提案されている。 n$ と qubit-qubit の相互作用強度で制御できる運転コストと冷却効率を考慮して,簡単な冷凍サイクルについて検討した。 また、達成可能な温度の限界が設定される。 このような数量子ビットのコンパクトな量子冷蔵庫は、量子技術の応用の次元を減らし、全量子システムに容易に統合でき、量子コンピューティングや熱デバイスのスピードとパワーを高めることができる。

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