論文の概要: Kerr-type nonlinear baths enhance cooling in quantum refrigerators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.10499v1
- Date: Fri, 17 Nov 2023 12:58:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-20 14:42:49.313853
- Title: Kerr-type nonlinear baths enhance cooling in quantum refrigerators
- Title（参考訳）: ケル型非線形浴は量子冷蔵庫の冷却を高める
- Authors: Tanaya Ray, Sayan Mondal, Aparajita Bhattacharyya, Ahana Ghoshal,
Debraj Rakshit and Ujjwal Sen
- Abstract要約: 本研究では, 自己完結型3量子ビット量子冷凍機について, ターゲット量子ビットの冷却を可能にする3体相互作用について検討した。
これらの浴槽は局所的に3量子ビットに接続されており, 優れた定常冷却を実現する機会が開けている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6990493129893112
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the self-contained three-qubit quantum refrigerator, with a
three-body interaction enabling cooling of the target qubit, in presence of
baths composed of anharmonic quantum oscillators with Kerr-type nonlinearity.
We show that such baths, locally connected to the three qubits, opens up the
opportunity to implement superior steady-state cooling compared to using
harmonic oscillator baths, aiding in access to the free energy required for
empowering the refrigerator function autonomously. We find that in spite of
providing significant primacy in steady-state cooling, such anharmonic baths do
not impart much edge over using harmonic oscillator baths if one targets
transient cooling. However, we gain access to steady-state cooling in the
parameter region where only transient cooling could be achieved by using
harmonic baths. Subsequently, we also study the scaling of steady-state cooling
advantage and the minimum attainable temperature for varying levels of
anharmonicity present in the bath oscillators. Finally, we analyse heat
currents and coefficients of performance of quantum refrigerators using bath
modes involving Kerr-type nonlinearity, and present a comparison with the case
of using bosonic baths made of simple harmonic oscillators. On the way, we
derive the decay rates in the Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad quantum
master equation for Kerr-type anharmonic oscillator baths.
- Abstract（参考訳）: 非調和な量子発振器とKerr型非線形性からなる浴室の存在下で、ターゲット量子ビットの冷却を可能にする3体相互作用による自己完結型量子冷蔵庫の研究を行った。
これら3つのキュービットに局所的に接続された浴槽は、高調波発振器バスよりも優れた定常冷却を実現する機会を開き、冷凍機機能を自律的に強化するために必要な自由エネルギーへのアクセスを支援する。
定常冷却において顕著な優位性を提供する一方で, 過渡冷却を目標とした場合, このような不調和浴は高調波発振器浴をあまり使用しないことがわかった。
しかし,高調波浴を用いて過渡冷却のみが可能なパラメータ領域で定常冷却を行うことができた。
さらに,浴オシレータ内に存在する非調和性の異なるレベルに対する定常冷却アドバンテージと最小到達温度のスケーリングについても検討した。
最後に,カー型非線形性を含む浴モードを用いて,量子冷凍機の熱電流と性能係数を解析し,単純な高調波発振器を用いたボソニック浴との比較を行った。
その過程で, ゴリニ・コサコフスキ・スダールシャン・リンドブラド量子マスター方程式のカー型アンハーモニック振動子浴における減衰率を導出する。
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