論文の概要: Measurement-based quantum Otto engine with a two-spin system coupled by anisotropic interaction: enhanced efficiency at finite times

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.05877v1
• Date: Wed, 12 Apr 2023 14:18:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 14:43:07.257716
• Title: Measurement-based quantum Otto engine with a two-spin system coupled by anisotropic interaction: enhanced efficiency at finite times
• Title（参考訳）: 異方性相互作用に結合した2スピン系を持つ測定ベース量子オットーエンジン:有限時間での高効率化
• Authors: Chayan Purkait, Asoka Biswas
• Abstract要約: ハイゼンベルク異方性相互作用に結合した2つのスピンの動作系における測定ベース量子オットーエンジン(QOE)の性能について検討した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We have studied the performance of a measurement-based quantum Otto engine (QOE) in a working system of two spins coupled by Heisenberg anisotropic interaction. A non-selective quantum measurement fuels the engine. We have calculated thermodynamic quantities of the cycle in terms of the transition probabilities between the instantaneous energy eigenstates, and also between the instantaneous energy eigenstates and the basis states of the measurement, when the unitary stages of the cycle operate for a finite time $\tau$. The efficiency attains a large value in the limit of $\tau \rightarrow 0$ and then gradually reaches the adiabatic value in a long time limit $\tau \rightarrow \infty$. For finite values of $\tau$ and for anisotropic interaction, an oscillatory behaviour of the efficiency of the engine is observed. This oscillation can be interpreted in terms of interference between the relevant transition amplitudes in the unitary stages of the engine cycle. Therefore, for a suitable choice of timing of the unitary processes in the short time regime, the engine can have a higher work output and less heat absorption, such that it works more efficiently than a quasi-static engine. In the case of an always-on heat bath, in a very short time the bath has a negligible effect on its performance.
• Abstract（参考訳）: ハイゼンベルク異方性相互作用に結合した2つのスピンの動作系における測定ベース量子オットーエンジン(QOE)の性能について検討した。 非選択的な量子測定はエンジンを燃やす。 我々は、サイクルのユニタリステージが有限時間$\tau$ で操作される場合、瞬時エネルギー固有状態と瞬時エネルギー固有状態と測定の基底状態との間の遷移確率の観点から、サイクルの熱力学的量を計算する。 この効率は、$\tau \rightarrow 0$の極限において大きな値に達し、その後、長い時間制限$\tau \rightarrow \infty$で徐々に断熱値に達する。 有限値$\tau$と異方性相互作用に対しては、エンジンの効率の振動挙動が観察される。 この振動は、エンジンサイクルのユニタリステージにおける関連する遷移振幅間の干渉の観点から解釈することができる。 したがって、短時間で一元化プロセスのタイミングを適切に選択するために、エンジンはより高い作業出力を持ち、準静圧エンジンよりも効率的に動作するように、熱吸収を少なくすることができる。 常時オン熱浴の場合、非常に短時間でその性能に無視できる効果がある。

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