論文の概要: Quantum cooling activated by coherently-controlled thermalisation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.06954v2
- Date: Sun, 13 Mar 2022 03:04:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-28 20:48:05.678113
- Title: Quantum cooling activated by coherently-controlled thermalisation
- Title（参考訳）: コヒーレント制御熱化による量子冷却
- Authors: Hanlin Nie, Tianfeng Feng, Samuel Longden and Vlatko Vedral
- Abstract要約: 循環因果順序の重畳にNの同一熱チャネルを適用することにより,ICO冷蔵庫の熱抽出能力を高めることができることを示す。
また、コヒーレントに制御された加熱チャネルを持つ実験的なシミュラブル量子冷却プロトコルを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this paper, we show that it is possible to significantly boost the heat
extraction ability of the ICO fridge by applying N identical thermalising
channels in a superposition of N cyclic causal orders[2], and that this can be
further boosted in the ultracold regime by replacing the working qubit with a
quDit working substance. Moreover, we show that for the alternative
controlled-SWAPs scheme presented in [1] where one additionally has access to
the reservoir qubits which are quantum correlated with the control-target
system, the performance can be greatly enhanced in general (tripled for all N
and temperatures). Then inspired by [3, 4], we show that quantum coherent
control between thermalising a working system with one of N identical
thermalising channels (where causal indefiniteness plays no role) yield same
advantages in controlled-SWAPs scheme compared to the generalised N-SWITCH
protocol for the thermodynamic task described in [1]. We also provide an
experimental simulatable quantum cooling protocol with coherently-controlled
thermalising channels and notice that it can outperform ICO refrigerator with
some specific implementations of the thermalising channel in the case when we
only have access to the control-target system. These 2 quantum cooling
protocols bear much lower circuit complexity compared to the one with
indefinite causal order which makes it more accessible for implementation of
this type of nonclassical refrigerator with cutting edge quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,n個の巡回因果順序の重ね合わせにn個の同一の熱分解チャネルを印加することにより,ico冷蔵庫の熱抽出能力を著しく向上できることを示すとともに,作業キュービットをqudit加工物質に置き換えることで,超低温環境においてさらに促進できることを示す。
さらに,制御対象システムと量子相関のある貯水池量子ビットへのアクセスを付加的に有する[1]で示される代替制御スワップスキームに対して,性能を(全nと温度で3倍に)大幅に向上させることができることを示した。
次に,[3, 4] に着想を得た結果, 熱力学的タスクに対する一般的な N-SWITCH プロトコルと比較して, N 個の同一熱チャネル(因果不確定性は役に立たない)の1つで作業系を熱処理する量子コヒーレント制御が制御SWAPs スキームにおいて同じ優位性を持つことを示した。
また、コヒーレントに制御された加熱チャネルを持つ実験的なシミュラブル量子冷却プロトコルを提供し、制御ターゲットシステムにのみアクセス可能な場合に、特定の熱チャネルの実装でICO冷凍機より優れていることを認識した。
これらの2つの量子冷却プロトコルは、非定型因果順序を持つものに比べて回路の複雑さがずっと低く、最先端の量子技術を用いたこの種の非古典的冷蔵庫の実装がより容易になる。
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