論文の概要: Improving Performance of Quantum Heat Engines by Free Evolution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.07003v1
• Date: Tue, 14 Feb 2023 12:18:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-15 15:36:08.508967
• Title: Improving Performance of Quantum Heat Engines by Free Evolution
• Title（参考訳）: 自由発展による量子熱エンジンの性能向上
• Authors: Revathy B. S, Harsh Sharma, Uma Divakaran
• Abstract要約: サイクルのユニタリストロークの1つを、ある特定のハミルトニアンと共に一度までシステムを自由に進化させることによって修正する。 これにより、熱湯から吸収される熱の大きさを増大させ、エンジンの出力と効率を高めることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The efficiency of a quantum heat engine is maximum when the unitary strokes are adiabatic. On the other hand, this may not be always possible due to small energy gaps in the system, especially at the critical point where the gap vanishes. With the aim to achieve this adiabaticity, we modify one of the unitary strokes of the cycle by allowing the system to evolve freely with a particular Hamiltonian till a time so that the system reaches a less excited state. This will help in increasing the magnitude of the heat absorbed from the hot bath so that the work output and efficiency of the engine can be increased. We demonstrate this method using an integrable model and a non- integrable model as the working medium. In the case of a two spin system, the optimal value for the time till which the system needs to be freely evolved is calculated analytically in the adiabatic limit. The results show that implementing this modified stroke significantly improves the work output and efficiency of the engine, especially when it crosses the critical point.
• Abstract（参考訳）: 量子熱エンジンの効率は、ユニタリストロークが断熱的であるときに最大である。 一方、システム内のエネルギーギャップが小さいため、特にギャップが消える臨界点において、これは常に可能であるとは限らない。 この断熱性を達成するために、システムを特定のハミルトニアンと自由に発展させることで、サイクルのユニタリストロークの1つを修正し、システムがより励起の少ない状態に到達できるようにする。 これにより、熱湯から吸収される熱の大きさを増大させ、エンジンの出力と効率を高めることができる。 本手法は, 可積分モデルと非可積分モデルを用いて実働媒体として示す。 2つのスピン系の場合、システムが自由に進化するまでの時間に対する最適値は、断熱極限で解析的に計算される。 その結果、この修正ストロークを実装することで、特に臨界点を越えると、エンジンの作業出力と効率が大幅に向上することが示された。

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