論文の概要: A Quantum Otto Engine with Shortcuts to Thermalization and Adiabaticity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.14847v5
• Date: Tue, 7 May 2024 17:41:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-08 20:23:22.748775
• Title: A Quantum Otto Engine with Shortcuts to Thermalization and Adiabaticity
• Title（参考訳）: 熱処理と断熱にショートカットを施した量子オットーエンジン
• Authors: Ali Pedram, Serhat C. Kadıoğlu, Alkan Kabakçıoğlu, Özgür E. Müstecaplıoğlu,
• Abstract要約: 我々は,オットーエンジンを加速するエネルギー的利点を,断熱および平衡にショートカットを用いて検討した。 どちらのショートカットも適用すれば、運転コストを考慮しても、パワーと効率が向上する。 サイクルの3ストロークの制御は,2つのアディバティックストロークの制御に比べ,パフォーマンス指標の全体的な改善につながることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the energetic advantage of accelerating a quantum harmonic oscillator Otto engine by use of shortcuts to adiabaticity (for the expansion and compression strokes) and to equilibrium (for the hot isochore), by means of counter-diabatic (CD) driving. By comparing various protocols with and without CD driving, we find that, applying both type of shortcuts leads to enhanced power and efficiency even after the driving costs are taken into account. The hybrid protocol not only retains its advantage in the limit cycle, but also recovers engine functionality (i.e. a positive power output) in parameter regimes where an uncontrolled, finite-time Otto cycle fails. We show that controlling three strokes of the cycle leads to an overall improvement of the performance metrics compared with controlling only the two adiabatic strokes. Moreover, we numerically calculate the limit cycle behavior of the engine and show that the engines with accelerated isochoric and adiabatic strokes display a superior power output in this mode of operation.
• Abstract（参考訳）: 我々は, 量子調和振動子オットーエンジンを, 短絡(拡張・圧縮ストローク)と平衡(ホットアイソコール)に対向断熱駆動(CD)により加速させるエネルギー的優位性について検討した。 各種プロトコルとCD駆動とを比較して, 運転コストを考慮した場合においても, 双方のショートカットを適用すれば, パワーと効率が向上することがわかった。 ハイブリッドプロトコルはリミットサイクルにおいてその優位性を保持するだけでなく、未制御の有限時間オットーサイクルが失敗するパラメータレジームにおけるエンジン機能(すなわち正の出力)を回復する。 サイクルの3ストロークの制御は,2つのアディバティックストロークの制御に比べ,パフォーマンス指標の全体的な改善につながることを示す。 さらに, エンジンのリミットサイクル挙動を数値計算し, 加速した等方性ストロークと断熱性ストロークのエンジンが, この動作モードで優れた出力を示すことを示す。

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