論文の概要: Cyclic quantum engines enhanced by strong bath coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.03267v2
• Date: Fri, 7 Apr 2023 17:58:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-10 14:06:43.854918
• Title: Cyclic quantum engines enhanced by strong bath coupling
• Title（参考訳）: 強いバスカップリングによる循環型量子エンジン
• Authors: Camille L. Latune, Graeme Pleasance, and Francesco Petruccione
• Abstract要約: 量子オットーサイクルが強い(しかし超強ではない)カップリングにおいて、出力電力の効率の積が最大になることを示す。 強い結合により、出力パワーを共有しながら、弱い結合したエンジンよりも高い効率でエンジンを得ることができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: While strong system-bath coupling produces rich and interesting phenomena, applications to quantum thermal engines have been so far pointing mainly at detrimental effects. The delicate trade-off between efficiency loss due to strong coupling and power increase due to faster equilibration, while acknowledged, remained largely unexplored owing to the challenge of assessing precisely the equilibration time. Here, we overcome this obstacle by exploiting exact numerical simulations based on the hierarchical equations of motion (HEOM) formalism. We show that a quantum Otto cycle can perform better at strong (but not ultrastrong) coupling in that the product of the efficiency times the output power is maximized in this regime. In particular, we show that strong coupling allows one to obtain engines with larger efficiency than their weakly coupled counterparts, while sharing the same output power. Conversely, one can design strongly coupled engines with larger power than their weakly coupled counterparts, while sharing the same efficiency. Overall, our results provide situations where strong coupling can directly enhance the performance of thermodynamic operations, re-enforcing the importance of studying quantum thermal engines beyond standard configurations.
• Abstract（参考訳）: 強いシステムバス結合はリッチで興味深い現象を生み出すが、量子熱エンジンへの応用は、主に有害な効果を指摘してきた。 強い結合による効率損失とより早い平衡による電力増加との微妙なトレードオフは認識されているものの、正確に平衡時間を評価するという課題のためにほとんど未解決のままであった。 ここでは, 階層的運動方程式 (heom) 形式に基づく厳密な数値シミュレーションを用いて, この障害を克服する。 量子オットーサイクルは、この方法で出力電力の効率タイムの積を最大化することで、強結合(しかし超強結合ではない)よりも優れた性能を示す。 特に,強い結合により,同じ出力パワーを共有しながら,より効率のよいエンジンを得ることができることを示した。 逆に、弱い結合されたエンジンよりも大きな出力を持つ強い結合エンジンを設計でき、同じ効率を共有できる。 その結果, 強い結合が熱力学的操作の性能を直接的に向上させることができ, 量子サーマルエンジンの標準構成以上の研究の重要性を再強調できる。

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