論文の概要: Monitoring quantum Otto engines
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.10665v2
- Date: Fri, 12 Nov 2021 23:33:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-30 03:15:41.555764
- Title: Monitoring quantum Otto engines
- Title（参考訳）: 量子オットーエンジンの監視
- Authors: Jeongrak Son, Peter Talkner, Juzar Thingna
- Abstract要約: 本研究では,量子オットー熱機関の性能を決定するための2つの診断手法の影響を比較した。
1つのスキームでは、エンジンの作動物質のエネルギーを各ストローク(繰り返し測定)後に測定し、もう1つのスキームでは、各ストローク後のエネルギーを1つまたは2つのポインタ状態に記録する。
繰り返し接触が存在する場合のエンジンの最大出力、信頼性、効率は、通常、繰り返し測定のこれらの数値よりも優れていることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Unlike classical systems, a measurement performed on a quantum system always
alters its state. In this work, the impacts of two diagnostic schemes to
determine the performance of quantum Otto heat engines are compared: In one
scheme, the energy of the engine's working substance is measured after each
stroke (repeated measurements), and in the other one, the energies after each
stroke are recorded in one or two pointer states and measured only after the
completion of a prescribed number of cycles (repeated contacts). A single
pointer state suffices if one is only interested in either work or heat. For
joint work and heat diagnostics, two pointers are needed. These schemes are
applied to Otto engines, whose working substance consists of a two-level
system. Depending on the engine protocol, the duration of a single cycle may be
infinite or finite. Because in the repeated contact scheme, the number of
measurements is drastically reduced compared to the repeated measurement
scheme, the quantum coherence after and during the contact diagnostics is much
better maintained than repeated measurements that destroy any coherence at the
end of each stroke. We demonstrate that maximum power, reliability, and
efficiency of the engine in the presence of repeated contacts typically
outperform these figures of merit of repeated measurements. Due to the improved
coherence persistence, heat engines with a finite cycle duration require a
larger number of cycles to reach a periodically asymptotic state. Overall, our
results document the importance of taking into account the particular nature of
diagnostic tools for monitoring and testing purposes but also for feedback
control, both in theory and experiment.
- Abstract（参考訳）: 古典システムとは異なり、量子システム上で行われる測定は常に状態を変化させる。
この研究では、量子オットー熱エンジンの性能を決定するための2つの診断スキームの影響を比較し、あるスキームでは、各ストローク(繰り返し測定)の後、エンジンの作動物質のエネルギーを計測し、もう1つのスキームでは、各ストローク後のエネルギーを1つまたは2つのポインター状態に記録し、所定のサイクル(繰り返し接触)の完了後にのみ測定する。
単一のポインタ状態は、仕事や熱にのみ興味がある場合に十分である。
共同作業と熱診断には2つのポインタが必要である。
これらのスキームはオットーエンジンに適用され、作動物質は2段階のシステムから構成される。
エンジンプロトコルによっては、単一のサイクルの持続時間は無限または有限である。
繰り返し接触方式では、繰り返し測定方式と比較して測定回数が大幅に減少するため、接触診断の前後における量子コヒーレンスは、各ストロークの終端におけるコヒーレンスを破壊する反復測定よりもはるかに良く維持される。
繰り返し接触が存在する場合のエンジンの最大出力、信頼性、効率は、典型的にはこれらの測定値よりも優れていることを示す。
コヒーレンス持続性の改善により、サイクルが有限である熱エンジンは周期的に漸近状態に達するためにより多くのサイクルを必要とする。
以上より,本研究の結果は,モニタリングとテストの目的だけでなく,理論と実験の両面でのフィードバック制御においても,診断ツールの特定の性質を考慮することの重要性を考察した。
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