論文の概要: Fundamental limits on anomalous energy flows in correlated quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.03828v2
- Date: Fri, 3 May 2024 08:05:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-06 18:16:30.146070
- Title: Fundamental limits on anomalous energy flows in correlated quantum systems
- Title（参考訳）: 相関量子系における異常エネルギーフローの基本的限界
- Authors: Patryk Lipka-Bartosik, Giovanni Francesco Diotallevi, Pharnam Bakhshinezhad,
- Abstract要約: 古典的な熱力学では、エネルギーは常に熱い系から冷たい系へ流れる。
これらの系が最初に相関している場合、エネルギーの流れが逆転し、冷たい系が冷たくなり、熱い系が熱くなる。
この現象は「異常なエネルギーの流れ」と呼ばれ、熱力学系の物理的性質を決定する上での初期の相関の重要性を示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In classical thermodynamics energy always flows from the hotter system to the colder one. However, if these systems are initially correlated, the energy flow can reverse, making the cold system colder and the hot system hotter. This intriguing phenomenon is called ``anomalous energy flow'' and shows the importance of initial correlations in determining physical properties of thermodynamic systems. Here we investigate the fundamental limits of this effect. Specifically, we find the optimal amount of energy that can be transferred between quantum systems under closed and reversible dynamics, which then allows us to characterize the anomalous energy flow. We then explore a more general scenario where the energy flow is mediated by an ancillary quantum system that acts as a catalyst. We show that this approach allows for exploiting previously inaccessible types of correlations, ultimately resulting in an energy transfer that surpasses our fundamental bound. To demonstrate these findings, we use a well-studied quantum optics setup involving two atoms coupled to an optical cavity.
- Abstract（参考訳）: 古典的な熱力学では、エネルギーは常に熱い系から冷たい系へ流れる。
しかし、これらの系が最初に相関している場合、エネルギーの流れが逆転し、寒冷な系が冷たくなり、熱い系が熱くなる。
この興味をそそる現象は「アノマラスエネルギーフロー」と呼ばれ、熱力学系の物理的性質を決定する上での初期の相関の重要性を示している。
ここでは、この効果の基本的な限界について検討する。
具体的には、閉じた状態と可逆な状態の量子系間で伝達される最適なエネルギー量を見つけ、それによって異常なエネルギーの流れを特徴づけることができる。
次に、触媒として作用する陽子量子系によってエネルギーの流れが媒介されるより一般的なシナリオを探求する。
このアプローチは、これまでアクセスできないタイプの相関を活用でき、最終的には基本的な境界を超えるエネルギー移動をもたらすことを示す。
これらの知見を実証するために、光学キャビティに結合した2つの原子を含むよく研究された量子光学装置を用いる。
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