論文の概要: Quantum Engines and Refrigerators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.00726v2
- Date: Sat, 16 Nov 2024 15:07:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-19 14:28:58.647883
- Title: Quantum Engines and Refrigerators
- Title(参考訳): 量子エンジンと冷凍機
- Authors: Loris Maria Cangemi, Chitrak Bhadra, Amikam Levy,
- Abstract要約: エンジンは、ある形態のエネルギーを別の形態に変換するシステムや装置であり、通常、作業を行うことができるより有用な形式へと変換する。
しかし、量子状態においては、量子現象が作用するため、エネルギー変換の原理は曖昧になる。
我々の研究は、量子エンジンと冷蔵庫のこの活発な分野を概観し、最新の理論的提案と実験的実現をレビューしている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
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- Abstract: Engines are systems and devices that convert one form of energy into another, typically into a more useful form that can perform work. In the classical setup, physical, chemical, and biological engines largely involve the conversion of heat into work. This energy conversion is at the core of thermodynamic laws and principles and is codified in textbook material. In the quantum regime, however, the principles of energy conversion become ambiguous, since quantum phenomena come into play. As with classical thermodynamics, fundamental principles can be explored through engines and refrigerators, but, in the quantum case, these devices are miniaturized and their operations involve uniquely quantum effects. Our work provides a broad overview of this active field of quantum engines and refrigerators, reviewing the latest theoretical proposals and experimental realizations. We cover myriad aspects of these devices, starting with the basic concepts of quantum analogs to the classical thermodynamic cycle and continuing with different quantum features of energy conversion that span many branches of quantum mechanics. These features include quantum fluctuations that become dominant in the microscale, non-thermal resources that fuel the engines, and the possibility of scaling up the working medium's size, to account for collective phenomena in many-body heat engines. Furthermore, we review studies of quantum engines operating in the strong system-bath coupling regime and those that include non-Markovian phenomena. Recent advances in thermoelectric devices and quantum information perspectives, including quantum measurement and feedback in quantum engines, are also presented.
- Abstract(参考訳): エンジンは、ある形態のエネルギーを別の形態に変換するシステムや装置であり、通常、作業を行うことができるより有用な形式へと変換する。
古典的な設定では、物理的、化学的、生物学的なエンジンは熱を仕事へと変換する。
このエネルギー変換は熱力学の法則と原理の中核であり、教科書の材料でコード化されている。
しかし、量子状態においては、量子現象が作用するため、エネルギー変換の原理は曖昧になる。
古典的な熱力学と同様に、基本原理はエンジンや冷凍機を通して探索することができるが、量子の場合、これらのデバイスは小型化され、その操作はユニークな量子効果を伴う。
我々の研究は、この量子エンジンと冷蔵庫の活発な分野を概観し、最新の理論的提案と実験的実現をレビューしている。
これらの装置の無数の側面をカバーし、量子アナログの基本概念から古典的な熱力学サイクルに始まり、多くの量子力学の分野にまたがるエネルギー変換の異なる量子特性を継続する。
これらの特徴には、マイクロスケールの非熱的資源に支配的な量子揺らぎや、多体熱機関の集合現象を考慮に入れ、作業媒体のサイズを拡大する可能性が含まれる。
さらに, 強系バス結合系で動作する量子エンジンと, 非マルコフ現象を含む量子エンジンについて検討する。
熱電素子の最近の進歩や量子エンジンの量子計測やフィードバックを含む量子情報の観点からも紹介する。
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