論文の概要: Switching the function of the quantum Otto cycle in non-Markovian
dynamics: heat engine, heater and heat pump
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.09336v1
- Date: Thu, 17 Nov 2022 04:53:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-19 06:58:23.487895
- Title: Switching the function of the quantum Otto cycle in non-Markovian
dynamics: heat engine, heater and heat pump
- Title（参考訳）: 非マルコフ力学における量子オットーサイクルの関数の切り替え:熱エンジン、ヒーター、ヒートポンプ
- Authors: Miku Ishizaki, Naomichi Hatano, Hiroyasu Tajima
- Abstract要約: 本研究では, マクロ熱浴とマイクロキュビットの相互作用エネルギーは無視できないことを示す。
非マルコフ量子オットーサイクルは、熱浴との相互作用時間を制御することにより、エンジンやヒーター、ヒートポンプなどの機能を切り替えることができる。
この性質は量子コンピューティングにおける量子ビットの冷却に利用される可能性がある。
- 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: Quantum thermodynamics explores novel thermodynamic phenomena that emerge
when interactions between macroscopic systems and microscopic quantum ones go
into action. Among various issues, quantum heat engines, in particular, have
attracted much attention as a critical step in theoretical formulation of
quantum thermodynamics and investigation of efficient use of heat by means of
quantum resources. In the present paper, we focus on heat absorption and
emission processes as well as work extraction processes of a quantum Otto
cycle. We describe the former as non-Markovian dynamics, and thereby find that
the interaction energy between a macroscopic heat bath and a microscopic qubit
is not negligible. Specifically, we reveal that the interaction energy is
divided into the system and the bath in a region of the short interaction time
and remains negative in the region of the long interaction time. In addition, a
counterintuitive energy flow from the system and the interaction energy to the
hot bath occurs in another region of the short interaction time. We quantify
these effects by defining an index of non-Markovianity in terms of the
interaction energy. With this behavior of the interaction energy, we show that
a non-Markovian quantum Otto cycle can switch functions such as an engine as
well as a heater or a heat pump by controlling the interaction time with the
heat bath. In particular, the qubit itself loses its energy if we shorten the
interaction time, and in this sense, the qubit is cooled through the cycle.
This property has a possibility of being utilized for cooling the qubits in
quantum computing. We also describe the work extraction from the microscopic
system to a macroscopic system like us humans as an indirect measurement
process by introducing a work storage as a new reservoir.
- Abstract（参考訳）: 量子力学は、マクロ力学系と微視的量子系の相互作用が作用するときに生じる新しい熱力学現象を探求する。
特に量子熱エンジンは、量子熱力学の理論的な定式化と、量子資源による効率的な熱利用の研究において重要なステップとして多くの注目を集めている。
本稿では, 量子オットーサイクルにおける熱吸収・放出過程と作業抽出過程に注目した。
我々は, 前者を非マルコフ力学と表現し, マクロ熱浴と顕微鏡量子ビットとの相互作用エネルギーは無視できないことを示した。
具体的には, 相互作用エネルギーを短い相互作用時間領域の系と浴に分割し, 長い相互作用時間領域では負に保たれることを明らかにした。
さらに、システムからの直感的エネルギーフローと熱湯との相互作用エネルギーは、短時間の相互作用時間の別の領域で発生する。
相互作用エネルギーの観点から非マルコビアン性指数を定義することによってこれらの効果を定量化する。
この相互作用エネルギーの挙動により、非マルコフ量子オットーサイクルは、熱浴との相互作用時間を制御することにより、エンジンやヒーターやヒートポンプなどの機能を切り替えることができることを示した。
特に、相互作用時間を短くすると、量子ビット自体がエネルギーを失うので、この意味では、量子ビットはサイクルを通して冷却される。
この性質は量子コンピューティングにおける量子ビットの冷却に利用される可能性がある。
また, マイクロシステムからヒトのようなマクロシステムへの作業抽出を, 新しい貯留層として作業貯蔵を導入することで, 間接的な計測プロセスとして記述する。
関連論文リスト
- An exactly solvable relativistic quantum Otto engine [0.0]
本研究では, 作業媒体が熱浴中を一定相対論的速度で移動している場合に, 機械から抽出できる作業量に及ぼす運動の影響について検討した。
速度と抽出された作業の間の非単調な依存は、テーブルトップ実験における熱力学過程の強化に相対論的効果を利用するという興味深い可能性を高める。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-11T15:36:11Z) - Quantum many-body thermal machines enabled by atom-atom correlations [0.0]
超低温原子ガス中の2次原子-原子相関により直接動作可能な量子多体熱機械のクラスについて検討する。
熱機関, 冷凍機, 熱加速器, ヒーターなど, これらの熱機械を意図した状態に作動させることは, 原子と原子の相関がなければ不可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-10T00:35:47Z) - Nonlocal thermoelectric detection of interaction and correlations in
edge states [62.997667081978825]
本研究では,非局所熱電応答を相互作用の存在,非熱的状態,相関効果の直接指標として提案する。
2つの制御可能な量子点接触を備えたセットアップにより、熱電性は相互作用する系の熱化を監視することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-18T16:28:59Z) - Quantum field heat engine powered by phonon-photon interactions [58.720142291102135]
2つの振動ミラーを持つ空洞に基づく量子熱エンジンを提案する。
エンジンは、壁とフィールドモードが非線形ハミルトニアンを介して相互作用するオットーサイクルを実行する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-10T20:27:15Z) - Heat transport and cooling performance in a nanomechanical system with
local and non local interactions [68.8204255655161]
本研究では, 1次元時間依存ナノメカニカルシステムによる熱輸送について検討する。
このシステムは、駆動周波数、温度勾配、および相互作用の局所性の程度によって異なる定常輸送状態を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-21T12:03:54Z) - Thermodynamics of interacting many-body quantum systems [0.0]
このPh.D.論文では、私のPh.D.で得られた最も重要な結果のいくつかを要約します。
議論のテーマは、非可積分系におけるスピン/粒子輸送、固有状態の熱化における探索、自律熱機械における有限温度輸送の3つの主要なテーマである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-21T19:18:09Z) - Fast Thermalization from the Eigenstate Thermalization Hypothesis [69.68937033275746]
固有状態熱化仮説(ETH)は閉量子系における熱力学現象を理解する上で重要な役割を果たしている。
本稿では,ETHと高速熱化とグローバルギブス状態との厳密な関係を確立する。
この結果はカオス開量子系における有限時間熱化を説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-14T18:48:31Z) - Thermodynamics of a continuous quantum heat engine: Interplay between
population and coherence [0.0]
熱水貯留層と冷水貯留層とを連続的に結合した3段量子熱機関の詳細な熱力学解析を行った。
この系は振動する外部場によって駆動され、マルコフ量子マスター方程式によって記述される。
熱エンジン運転システムの熱・電力・効率を計算し,熱力学的不確かさの関係について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-13T09:52:01Z) - Taking the temperature of a pure quantum state [55.41644538483948]
温度は一見単純な概念で、量子物理学研究の最前線ではまだ深い疑問が浮かび上がっています。
本稿では,量子干渉による純状態の温度測定手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T18:18:37Z) - Evolution of a Non-Hermitian Quantum Single-Molecule Junction at
Constant Temperature [62.997667081978825]
常温環境に埋め込まれた非エルミート量子系を記述する理論を提案する。
確率損失と熱ゆらぎの複合作用は分子接合の量子輸送を補助する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T14:33:34Z) - Non-Markovian effect on quantum Otto engine: -Role of system--reservoir
interaction- [0.0]
それぞれのサイクルが2つの有限時間量子等方過程からなる量子オットーエンジンの極限サイクルについて検討する。
サイクルの無限反復後の作業抽出における非マルコフ効果(量子等方性過程における還元力学の短時間挙動)について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-24T10:01:24Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。