論文の概要: Non-Markovian thermal operations boosting the performance of quantum heat engines

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.14671v4
• Date: Tue, 12 Jul 2022 15:41:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-20 11:58:13.976676
• Title: Non-Markovian thermal operations boosting the performance of quantum heat engines
• Title（参考訳）: 非マルコフ熱操作による量子熱エンジンの性能向上
• Authors: Krzysztof Ptaszy\'nski
• Abstract要約: 非マルコビアン性、すなわちシステムと環境のカップリングによるメモリ効果が量子熱エンジンの性能に有用かどうかを調べた。
• 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: It is investigated whether non-Markovianity, i.e., the memory effects resulting from the coupling of the system to its environment, can be beneficial for the performance of quantum heat engines. Specifically, two physical models are considered. The first one is a well known single-qubit Otto engine; the non-Markovian behaviour is there implemented by replacing standard thermalization strokes with so-called extremal thermal operations which cannot be realized without the memory effects. The second one is a three-stroke engine in which the cycle consists of two extremal thermal operations and a single qubit rotation. It is shown that the non-Markovian Otto engine can generate more work-per-cycle for a given efficiency than its Markovian counterpart, whereas performance of both setups is superior to the three-stroke engine. Furthermore, both the non-Markovian Otto engine and the three-stroke engine can reduce the work fluctuations in comparison with the Markovian Otto engine, with their relative advantage depending on the performance target. This demonstrates the beneficial influence of non-Markovianity on both the average performance and the stability of operation of quantum heat engines.
• Abstract（参考訳）: 非マルコフ性(すなわち、系と環境の結合によるメモリ効果)が量子熱エンジンの性能に有益かどうかについて検討した。 具体的には2つの物理モデルを考える。 1つはよく知られたシングルキュービットのオットーエンジンで、非マルコフの動作は標準的な熱分解ストロークをメモリ効果なしでは実現できない極端熱操作に置き換えることで実装されている。 2つ目は3ストロークエンジンで、サイクルは2つの極端熱操作と1つのキュービット回転からなる。 非マルコフ型オットーエンジンは、マルコフ型オットーエンジンよりも効率よくサイクル当たりの作業量を増やすことができるが、両方の設定の性能は3ストロークエンジンよりも優れている。 さらに、非マルコフオットーエンジンと3ストロークエンジンの両方が、性能目標に応じて相対的な優位性を持ち、マルコフオットーエンジンと比較して作業のゆらぎを低減することができる。 これは、量子熱エンジンの平均性能と動作安定性に非マルコビアン性が有益に与える影響を示す。

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