論文の概要: Engineering dynamical couplings for quantum thermodynamic tasks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.11510v1
• Date: Thu, 23 Sep 2021 17:25:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-13 23:02:33.519662
• Title: Engineering dynamical couplings for quantum thermodynamic tasks
• Title（参考訳）: 量子熱力学問題に対する工学的動的カップリング
• Authors: Matteo Carrega, Loris Maria Cangemi, Giulio De Filippis, Vittorio Cataudella, Giuliano Benenti, Maura Sassetti
• Abstract要約: 熱力学的タスクを実行するために,結合変調を適切に設計できることを示す。 我々の研究は、標準的なアプローチを超越したレジームで働く熱エンジンや冷蔵庫に最適な制御技術を使うための道筋をたどっている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Describing the thermodynamic properties of quantum systems far from equilibrium is challenging, in particular when the system is strongly coupled to its environment, or when memory effects cannot be neglected. Here, we address such regimes when the system-baths couplings are periodically modulated in time. We show that the couplings modulation, usually associated to a purely dissipative effect when done nonadiabatically, can be suitably engineered to perform thermodynamic tasks. In particular, asymmetric couplings to two heat baths can be used to extract heat from the cold reservoir and to realize an ideal heat rectifier, where the heat current can be blocked either in the forward or in the reverse configuration by simply tuning the frequency of the couplings modulation. Interestingly, both effects take place in the low-temperature, quantum non Markovian regime. Our work paves the way for the use of optimal control techniques for heat engines and refrigerators working in regimes beyond standard approaches.
• Abstract（参考訳）: 平衡から離れた量子系の熱力学特性を記述することは、特にシステムがその環境に強く結びついている場合、またはメモリ効果を無視できない場合、困難である。 ここでは,システムバス結合が周期的に時間的に変調されるような状況に対処する。 その結果, カップリング変調は非定常に行われる純粋散逸効果と関連し, 熱力学的タスクを適切に設計できることがわかった。 特に、2つの熱浴への非対称結合は、冷水貯留層から熱を抽出し、カップリング変調の周波数を単純に調整して、前方または逆配置で熱電流を遮断できる理想的な熱整流器を実現するために使用できる。 興味深いことに、どちらの効果も低温の量子非マルコフ系で起こる。 我々の研究は、標準的なアプローチを超えたレジームで働く熱エンジンや冷蔵庫に最適な制御技術を使うための道を開く。

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