論文の概要: Harnessing non-adiabatic excitations promoted by a quantum critical point

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.00362v1
• Date: Sun, 2 May 2021 00:19:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-01 19:52:37.261007
• Title: Harnessing non-adiabatic excitations promoted by a quantum critical point
• Title（参考訳）: 量子臨界点による非断熱励起の調和
• Authors: Obinna Abah, Gabriele De Chiara, Mauro Paternostro, Ricardo Puebla
• Abstract要約: 有限時間における量子臨界点の交差は、エネルギーギャップの閉包による断熱状態に挑戦する。 これらの非断熱励起がどのように制御され、それによって特定のタスクを有利に実行できるかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Crossing a quantum critical point in finite time challenges the adiabatic condition due to the closing of the energy gap, which ultimately results in the formation of excitations. Such non-adiabatic excitations are typically deemed detrimental in many scenarios, and consequently several strategies have been put forward to circumvent their formation. Here, however, we show how these non-adiabatic excitations -- originated from the failure to meet the adiabatic condition due to the presence of a quantum critical point -- can be controlled and thus harnessed to perform certain tasks advantageously. We focus on closed cycles reaching the quantum critical point of fully-connected models analyzing two examples. First, a quantum battery that is loaded by approaching a quantum critical point, whose stored and extractable work increases exponentially via repeating cycles. Second, a scheme for the fast preparation of spin squeezed states containing multipartite entanglement that offer a metrological advantage. The corresponding figure of merit in both cases crucially depends on universal critical exponents and the scaling of the protocol driving the system in the vicinity of the transition. Our results highlight the rich interplay between quantum thermodynamics and metrology with critical nonequilibrium dynamics.
• Abstract（参考訳）: 有限時間における量子臨界点の交差は、エネルギーギャップの閉ざしによる断熱状態に挑戦し、最終的に励起の形成をもたらす。 このような非断熱的励起は、多くのシナリオで一般的に有害と見なされ、その結果、その形成を回避するためにいくつかの戦略が進められている。 しかし、これらの非断熱励起は、量子臨界点の存在による断熱条件に間に合わないことから生じるもので、制御可能であり、あるタスクを有利に実行するために利用されることを示す。 完全連結モデルの量子臨界点に達する閉サイクルに焦点をあて、2つの例を解析する。 まず、量子臨界点に近づくことでロードされる量子電池は、保存および抽出可能な作業が繰り返しサイクルを通じて指数関数的に増加する。 第二に、マルチパーティントの絡み合いを含むスピン圧縮状態の高速調製法は、メトロジー上の優位性をもたらす。 どちらの場合においても、メリットの数字は普遍的臨界指数と遷移の近傍でシステムを駆動するプロトコルのスケーリングに大きく依存する。 その結果, 量子熱力学と臨界非平衡動力学との豊富な相互作用が浮き彫りになった。

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