論文の概要: Dissipation-induced cooperative advantage in a quantum thermal machine
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.01938v1
- Date: Tue, 3 Oct 2023 10:34:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2023-10-04 14:49:23.263770
- Title: Dissipation-induced cooperative advantage in a quantum thermal machine
- Title（参考訳）: 量子熱機械における散逸誘起協調利点
- Authors: Matteo Carrega, Luca Razzoli, Paolo Andrea Erdman, Fabio Cavaliere,
Giuliano Benenti, Maura Sassetti
- Abstract要約: 動作媒質が2つの非相互作用量子調和振動子によって構成される量子熱エンジンが協調的優位性を示すことを示す。
アドバンテージは弱いものから強いものへと広がり、後者の場合特に顕著である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We show that a quantum heat engine where the working medium is composed by
two non-interacting quantum harmonic oscillators, connected to common baths via
periodically modulated couplings, exhibits a cooperative advantage with respect
to the case of two independent single-oscillator engines working in parallel.
The advantage extends from weak to strong damping, being particularly evident
in the latter case, where the independent engines cannot deliver any useful
power, while the coupling to common baths allows for efficiency and power
comparable and in some parameter regions even higher than those obtained in the
limit of weak dissipation. The surprising fact that strong dissipation is a
useful resource for a thermal machine is explained in terms of the appearance
of a collective mode, with the two oscillators locked at a common, hybrid
frequency, intermediate between their bare frequencies. Our results are first
illustrated in the simplest case of monochromatic drivings and then
corroborated after optimization over generic periodic driving protocols. Using
machine learning tools, we perform an optimization over arbitrary driving
protocols to find the Pareto front representing optimal tradeoffs between the
power and the efficiency that the engine can deliver. Finally, we find a
protocol to measure the entanglement established in the working medium via
measurement of a small set of thermodynamic quantities, that is, the output
work under specific driving protocols.
- Abstract（参考訳）: 動作媒体が2つの非相互作用量子調和振動子によって構成され、周期的に変調されたカップリングによって共振器に接続されている量子熱エンジンは、2つの独立した単振動子エンジンが並列に動作する場合に対して協調的に有利であることを示す。
この利点は弱いものから強い減衰にまで及んでおり、特に後者の場合、独立したエンジンは有用な電力を供給できないのに対し、共通の浴槽への結合は効率とパワーが同等であり、弱い散逸の限界で得られるものよりもさらに高いパラメータ領域においても同様である。
強い散逸が熱機械の有用な資源である驚くべき事実は、2つの発振器が共通のハイブリッド周波数でロックされ、素周波数間で中間となる集合モードの出現によって説明される。
結果は, 単色駆動の最も単純な例で最初に示され, 一般化周期駆動プロトコルの最適化後に裏付けられた。
機械学習ツールを使用して任意の駆動プロトコルに対して最適化を行い、エンジンが提供できる電力と効率の間の最適なトレードオフを表すParetoフロントを見つけます。
最後に, 動作媒質に確立された絡み合いを測定するためのプロトコルを, 特定の駆動プロトコル下での熱力学的量の小さなセット, すなわち出力作業の測定によって見つける。
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