論文の概要: Energetic advantages of non-adiabatic drives combined with non-thermal quantum states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.05990v3
• Date: Fri, 25 Jun 2021 16:47:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 01:41:07.829724
• Title: Energetic advantages of non-adiabatic drives combined with non-thermal quantum states
• Title（参考訳）: 非断熱ドライブと非熱量子状態のエネルギー的利点
• Authors: Camille L Latune
• Abstract要約: 量子系のユニタリ駆動は量子力学の実験や応用においてユビキタスである。 初期非熱的状態から得られるユニタリ駆動のエネルギー的優位性について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Unitary drivings of quantum systems are ubiquitous in experiments and applications of quantum mechanics and the underlying energetic aspects, particularly relevant in quantum thermodynamics, are receiving growing attention. We investigate energetic advantages in unitary driving obtained from initial non-thermal states. We introduce the non-cyclic ergotropy to quantify the energetic gains, from which coherent (coherence-based) and incoherent (population-based) contributions are identified. In particular, initial quantum coherences appear to be always beneficial whereas non-passive population distributions not systematically. Additionally, these energetic gains are accessible only through non-adiabatic dynamics, contrasting with the usual optimality of adiabatic dynamics for initial thermal states. Finally, following frameworks established in the context of shortcut-to-adiabaticity, the energetic cost related to the implementation of the optimal drives are analysed and, in most situations, are found to be smaller than the energetic cost associated with shortcut-to-adiabaticity. We treat explicitly the example of a two-level system and show that energetic advantages increase with larger initial coherences, illustrating the interplay between initial coherences and the ability of the dynamics to consume and use coherences.
• Abstract（参考訳）: 量子力学の実験や応用において、量子系のユニタリ駆動はユビキタスであり、特に量子熱力学に関連するエネルギー的側面が注目されている。 初期非熱状態から得られるユニタリ駆動のエネルギー的利点について検討する。 我々は非環状エルゴトロピーを導入してエネルギー利得を定量化し、コヒーレント(コヒーレンスベース)と非コヒーレント(人口ベース)の寄与を同定する。 特に、初期量子コヒーレンスは常に有益であるように見えるが、非パッシブ集団分布は体系的ではない。 さらに、これらのエネルギーゲインは、初期熱状態に対する断熱力学の通常の最適性とは対照的に、非断熱力学を通してのみアクセス可能である。 最後に、ショートカット・トゥ・アディバチティの文脈で確立されたフレームワークに従って、最適なドライブの実装に関連するエネルギーコストが分析され、ほとんどの場合、ショートカット・トゥ・アディバチティティに関連するエネルギーコストよりも小さいことが判明した。 我々は,二段階システムの例を明示的に扱い,より大きな初期コヒーレンスによってエネルギッシュなアドバンテージが増大し,初期コヒーレンスとダイナミクスがコヒーレンスを消費し使用する能力との間に相互作用することを示す。

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