論文の概要: Work fluctuations due to partial thermalizations in two-level systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.01330v1
- Date: Tue, 5 Jan 2021 03:22:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-17 20:07:54.579759
- Title: Work fluctuations due to partial thermalizations in two-level systems
- Title（参考訳）: 2レベル系における部分熱分解による作業変動
- Authors: Maria Quadeer, Kamil Korzekwa, Marco Tomamichel
- Abstract要約: 環境浴との有限時間相互作用を介する作業抽出プロセスについて検討した。
我々は、平均的な作業に対する解析式と、そのようなプロセスが概してゆらぎのないものではないことを示す作業の分散に対する低境界を導出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.213490507208528
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study work extraction processes mediated by finite-time interactions with
an ambient bath -- \emph{partial thermalizations} -- as continuous time Markov
processes for two-level systems. Such a stochastic process results in
fluctuations in the amount of work that can be extracted and is characterized
by the rate at which the system parameters are driven in addition to the rate
of thermalization with the bath. We analyze the distribution of work for the
case where the energy gap of a two-level system is driven at a constant rate.
We derive analytic expressions for average work and lower bound for the
variance of work showing that such processes cannot be fluctuation-free in
general. We also observe that an upper bound for the Monte Carlo estimate of
the variance of work can be obtained using Jarzynski's fluctuation-dissipation
relation for systems initially in equilibrium. Finally, we analyse work
extraction cycles by modifying the Carnot cycle, incorporating processes
involving partial thermalizations and obtain efficiency at maximum power for
such finite-time work extraction cycles under different sets of constraints.
- Abstract（参考訳）: 2段階系における連続時間マルコフ過程として,環境浴との有限時間相互作用を媒介とする作業抽出過程について検討した。
このような確率過程は、抽出可能な作業量の変動を生じさせ、入浴時の熱化率に加えて、システムパラメータが駆動される速度によって特徴付けられる。
2レベルシステムのエネルギーギャップが一定速度で駆動される場合の作業の分布を分析する。
平均作業に対する解析式と、そのような過程が一般にゆらぎのないものではないことを示す作業の分散に対する下限式を導出する。
また,仕事の分散のモンテカルロ推定の上限は,最初に平衡状態にあるシステムに対してjarzynskiのゆらぎ-散逸関係を用いて得られることを観測した。
最後に, カルノーサイクルを改良し, 部分熱分解を含むプロセスを取り込んで作業抽出サイクルを分析し, 異なる制約条件下での有限時間作業抽出サイクルの最大電力効率を得る。
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