論文の概要: Violating the Thermodynamic Uncertainty Relation in the Three-Level Maser

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.07791v2
• Date: Tue, 3 Aug 2021 06:52:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-08 06:21:49.763378
• Title: Violating the Thermodynamic Uncertainty Relation in the Three-Level Maser
• Title（参考訳）: 3レベルメーザーの熱力学的不確かさ関係を破る
• Authors: Alex Arash Sand Kalaee, Andreas Wacker, Patrick P. Potts
• Abstract要約: 熱力学不確実性関係(TUR)は、出力電力、ゆらぎ、エントロピーコストの間のトレードオフを提供する。 この手紙は、原始型量子熱エンジンであるScovil & Schulz-DuBois MaserにおけるTURの研究を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nanoscale heat engines are subject to large fluctuations which affect their precision. The Thermodynamic Uncertainty Relation (TUR) provides a trade-off between output power, fluctuations and entropic cost. This trade-off may be overcome by systems exhibiting quantum coherence. This letter provides a study of the TUR in a prototypical quantum heat engine, the Scovil & Schulz-DuBois maser. Comparison with a classical reference system allows us to determine the effect of quantum coherence on the performance of the heat engine. We identify analytically regions where coherence suppresses fluctuations, implying a quantum advantage, as well as regions where fluctuations are enhanced by coherence. This quantum effect cannot be anticipated from the off-diagonal elements of the density matrix. Because the fluctuations are not encoded in the steady state alone, TUR violations are a consequence of coherence that goes beyond steady-state coherence. While the system violates the conventional TUR, it adheres a recent formulation of a quantum TUR. We further show that parameters where the engine operates close to the conventional limit are prevalent and TUR violations in the quantum model not uncommon.
• Abstract（参考訳）: ナノスケールの熱エンジンは、その精度に影響を与える大きな変動にさらされる。 熱力学不確実性関係(TUR)は、出力電力、ゆらぎ、エントロピーコストの間のトレードオフを提供する。 このトレードオフは、量子コヒーレンスを示すシステムによって克服される。 この手紙は、原始型量子熱エンジンであるScovil & Schulz-DuBois MaserにおけるTURの研究を提供する。 古典的な参照システムとの比較により、熱機関の性能に対する量子コヒーレンスの影響を決定できる。 我々は、コヒーレンスが変動を抑制し、量子的優位性を示唆する分析領域と、コヒーレンスによって変動が強化される領域を同定する。 この量子効果は密度行列の対角要素からは予測できない。 揺らぎは定常状態だけでは符号化されないので、TUR違反は定常状態のコヒーレンスを超えるコヒーレンスの結果である。 このシステムは従来のTURに反するが、近年の量子TURの定式化に従う。 さらに、従来の限界に近いエンジンが動作するパラメータが一般的であり、量子モデルにおけるTUR違反は珍しくないことを示す。

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