論文の概要: Extending the laws of thermodynamics for arbitrary autonomous quantum systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.04850v4
• Date: Tue, 31 Jan 2023 12:54:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-05 12:22:32.950885
• Title: Extending the laws of thermodynamics for arbitrary autonomous quantum systems
• Title（参考訳）: 任意の自律量子系に対する熱力学則の拡張
• Authors: Cyril Elouard and Camille Lombard Latune
• Abstract要約: 任意の量子系間のエネルギー交換は熱力学の法則によって構成されていることを示す。 我々の結果は、現実的な量子デバイスのエネルギー的性能を理解し、最適化するための視点を開いている。
• 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: Originally formulated for macroscopic machines, the laws of thermodynamics were recently shown to hold for quantum systems coupled to ideal sources of work (external classical fields) and heat (systems at equilibrium). Ongoing efforts have been focusing on extending the validity of thermodynamic laws to more realistic, non-ideal energy sources. Here, we go beyond these extensions and show that energy exchanges between arbitrary quantum systems are structured by the laws of thermodynamics. We first generalize the second law and identify the associated work and heat exchanges. After recovering known results from ideal work and heat sources, we analyze some consequences of hybrid work and heat sources. We illustrate our general laws with microscopic machines realizing thermodynamic tasks in which the roles of heat and work sources are simultaneously played by elementary quantum systems. Our results open perspectives to understand and optimize the energetic performances of realistic quantum devices, at any scale.
• Abstract（参考訳）: 元々はマクロマシン向けに定式化されたが、熱力学の法則は、理想的な仕事の源(外部古典場)と熱(平衡系)に結合した量子系を保つことが最近示されている。 熱力学の法則の妥当性をより現実的で理想的でないエネルギー源にまで拡張することに注力している。 ここで、これらの拡張を超えて、任意の量子系間のエネルギー交換が熱力学の法則によって構成されていることを示す。 まず第2法則を一般化し、関連する仕事と熱交換を同定する。 理想的な仕事と熱源から既知の結果を回収した後、ハイブリッド作業と熱源の結果を分析した。 熱と作業源の役割を基本量子システムで同時に行う熱力学タスクを実現する顕微鏡機械を用いて、我々の一般的な法則を説明する。 我々の結果は、あらゆるスケールで現実的な量子デバイスのエネルギー的性能を理解し最適化するための視点を開いている。

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