論文の概要: Thermodynamics and Fluctuations in Quantum Heat Engines under Reservoir Squeezing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.05885v2
• Date: Thu, 4 May 2023 01:44:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-05 19:38:19.412982
• Title: Thermodynamics and Fluctuations in Quantum Heat Engines under Reservoir Squeezing
• Title（参考訳）: 貯水池における量子熱機関の熱力学とゆらぎ
• Authors: Yang Xiao, Dehua Liu, Jizhou He, Wu-Ming Liu, L.-L. Yan, and Jianhui Wang
• Abstract要約: 貯水池のスクイージングは, 熱力学的効率とパワーを高めることにより, 性能を著しく向上させることを示した。 この量子熱エンジンを実現するための実験的スキームは、トラップされた40Ca$+$イオンを含む単一電子スピンを用いて提案される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.109424824240926
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the thermodynamics and fluctuations of a finite-time quantum Otto engine alternatively driven by a hot squeezed and a cold thermal reservoir. We show that reservoir squeezing significantly enhances the performance by increasing the thermodynamic efficiency and the power, and enables higher stability by decreasing the relative power fluctuations and speeding up the convergence of quantum efficiency to its most probable value. These results are explained by our theoretical analysis that incorporates the effect of reservoir squeezing on the irreversibility associated with quantum friction and coherence due to finite time. An experimental scheme for realizing this quantum heat engine is proposed using a single-electron spin pertaining to a trapped 40Ca$^+$ ion. We provide a general framework for reliably studying the finite-time quantum heat engine and derive important insights into the novel thermodynamic behaviors beyond the classical thermal machines.
• Abstract（参考訳）: 熱絞りと冷熱貯水池によって駆動される有限時間量子オットーエンジンの熱力学と揺らぎについて検討した。 貯水池のスクイージングは, 熱力学的効率と電力の増大により性能を著しく向上し, 相対的な電力変動を低減し, 量子効率の収束を最も期待できる値に高速化することにより, 高い安定性を実現する。 これらの結果は、有限時間による量子摩擦とコヒーレンスに伴う非可逆性に貯水池のスクイージングの効果を組み込んだ理論解析によって説明される。 この量子熱エンジンを実現するための実験的スキームは、トラップされた40Ca$^+$イオンに関連する単一電子スピンを用いて提案される。 我々は、有限時間量子熱エンジンを確実に研究するための一般的な枠組みを提供し、古典的な熱機械を超えた新しい熱力学挙動に関する重要な洞察を導き出す。

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