論文の概要: Quantum thermodynamics aspects with a thermal reservoir based on
$\mathcal{PT}$-symmetric Hamiltonians
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.12678v2
- Date: Thu, 25 Mar 2021 19:14:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-07 02:06:09.774033
- Title: Quantum thermodynamics aspects with a thermal reservoir based on
$\mathcal{PT}$-symmetric Hamiltonians
- Title（参考訳）: $\mathcal{PT}$-symmetric Hamiltonian に基づく温度貯水池の量子熱力学
- Authors: Jonas F. G. Santos and Fabricio S. Luiz
- Abstract要約: 我々は$mathcalPT$-symmetric Hamiltonianをベースとした簡易なサーマル貯水池の試作について紹介する。
本研究では, 変位熱状態で作製した単一高調波発振器の熱化過程におけるその効果について検討した。
以上の結果から,$mathcalPT$-symmetric効果は量子熱力学プロトコルの改善に有効であることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: We present results concerning aspects of quantum thermodynamics under the
background of non-Hermitian quantum mechanics for the dynamics of a quantum
harmonic oscillator. Since a better control over the parameters in quantum
thermodynamics processes is desired, we use concepts from collisional model to
introduce a simple prototype of thermal reservoir based on
$\mathcal{PT}$-symmetric Hamiltonians and study its effects under the
thermalization process of a single harmonic oscillator prepared in a displaced
thermal state. We verify that controlling the $\mathcal{PT}$-symmetric features
of the reservoir allows to reverse the heat flow between system and reservoir,
as well as to preserve the coherence over a longer period of time and reduce
the entropy production. Furthermore, we considered a modified quantum Otto
cycle in which the standard hot thermal reservoir is replaced by the thermal
reservoir based on $\mathcal{PT}$-symmetric Hamiltonians. By defining an
effective temperature depending on the $\mathcal{PT}$-symmetric parameter, it
is possible to interchange the quantum Otto cycle configuration from engine to
refrigerator by varying the $\mathcal{PT}$-symmetric parameter. Our results
indicate that $\mathcal{PT}$-symmetric effects could be useful to achieve an
improvement in quantum thermodynamics protocols such as coherence protection
and entropy production reduction.
- Abstract（参考訳）: 量子調和振動子の力学に対する非エルミート量子力学の背景における量子熱力学の側面に関する結果を示す。
量子熱力学過程におけるパラメータのより良い制御が望まれるので、衝突モデルの概念を用いて、$\mathcal{pt}$-symmetric hamiltonianに基づく単純な熱貯水池のプロトタイプを導入し、配置された熱状態の単一調和振動子の熱化過程下でその効果を研究する。
我々は,貯水池の$\mathcal{pt}$-symmetric特徴を制御することで,系と貯水池の間の熱流を逆転させ,長期にわたってコヒーレンスを保ち,エントロピー生産を減少させることを検証した。
さらに,標準熱貯水池を$\mathcal{PT}$-symmetric Hamiltonianに基づいて熱貯水池に置き換える量子オットーサイクルの修正を検討した。
$\mathcal{PT}$-symmetricパラメータに依存する有効温度を定義することにより、$\mathcal{PT}$-symmetricパラメータを変化させることで、量子オットーサイクルの構成をエンジンから冷蔵庫に交換することができる。
以上の結果から,コヒーレンス保護やエントロピー生成抑制といった量子熱力学プロトコルの改善には,$\mathcal{PT}$-symmetric effectが有効であることが示唆された。
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