論文の概要: Quantum Heat Engines with Carnot Efficiency at Maximum Power

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.01193v3
• Date: Thu, 3 Mar 2022 13:37:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-28 01:22:45.506841
• Title: Quantum Heat Engines with Carnot Efficiency at Maximum Power
• Title（参考訳）: 最大電力でのカルノ効率を有する量子熱エンジン
• Authors: Mohit Lal Bera, Sergi Juli\`a-Farr\'e, Maciej Lewenstein, and Manabendra Nath Bera
• Abstract要約: 一発の有限サイズ状態においてカルノー効率で最大電力を供給する量子熱エンジンを導入する。 エンジンは1段階のサイクルで作動し、作業システムは温水浴と冷水浴を同時に操作する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Heat engines constitute the major building blocks of modern technologies. However, conventional heat engines with higher power yield lesser efficiency and vice versa and respect various power-efficiency trade-off relations. This is also assumed to be true for the engines operating in the quantum regime. Here we show that these relations are not fundamental. We introduce quantum heat engines that deliver maximum power with Carnot efficiency in the one-shot finite-size regime. These engines are composed of working systems with a finite number of quantum particles and are restricted to one-shot measurements. The engines operate in a one-step cycle by letting the working system simultaneously interact with hot and cold baths via semi-local thermal operations. By allowing quantum entanglement between its constituents and, thereby, a coherent transfer of heat from hot to cold baths, the engine implements the fastest possible reversible state transformation in each cycle, resulting in maximum power and Carnot efficiency. Finally, we propose a physically realizable engine using quantum optical systems.
• Abstract（参考訳）: 熱エンジンは現代の技術の主要な構成要素である。 しかし、高出力の従来の熱エンジンは効率が低く、逆もまた様々な電力効率のトレードオフ関係を尊重する。 これは、量子状態で動作するエンジンにも当てはまると仮定されている。 ここでは、これらの関係が基本ではないことを示す。 一発の有限サイズ状態においてカルノー効率で最大電力を供給する量子熱エンジンを導入する。 これらのエンジンは、有限個の量子粒子を持つ動作系で構成され、ワンショット測定に制限されている。 エンジンは1段階のサイクルで作動し、作業システムは半局所的な熱操作によって熱湯と冷湯を同時に操作する。 構成体間の量子的絡み合いを許容し、熱から冷たい浴場への熱のコヒーレント移動を可能とすることで、エンジンは各サイクルで最も高速に可逆的な状態変換を実行し、最大出力とカルノー効率をもたらす。 最後に,量子光学系を用いた物理的実現可能なエンジンを提案する。

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