論文の概要: Generalized Quantum Fluctuation Theorem for Energy Exchange

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.15533v2
• Date: Wed, 31 Jul 2024 03:14:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-01 13:27:16.325023
• Title: Generalized Quantum Fluctuation Theorem for Energy Exchange
• Title（参考訳）: エネルギー交換のための一般化量子ゆらぎ理論
• Authors: Wei Wu, Jun-Hong An,
• Abstract要約: 非平衡変動関係は量子熱力学の基礎である。 Jarzynski-W'ojcik の揺らぎ定理は弱結合極限で回復される。 平均エネルギー交換は, システムバス境界状態の数が異なる場合に, 豊富な非平衡特性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9826692712219467
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The nonequilibrium fluctuation relation is a cornerstone of quantum thermodynamics. It is widely believed that the system-bath heat exchange obeys the famous Jarzynski-W\'{o}jcik fluctuation theorem. However, this theorem is established in the Born-Markovian approximation under the weak-coupling condition. Via studying the energy exchange between a harmonic oscillator and its coupled bath in the non-Markovian dynamics, we establish a generalized quantum fluctuation theorem for energy exchange being valid for arbitrary coupling strength. The Jarzynski-W\'{o}jcik fluctuation theorem is recovered in the weak-coupling limit. We also find the average energy exchange exhibits rich nonequilibrium characteristics when different numbers of system-bath bound states are formed, which suggests a useful way to control the quantum heat. Deepening our understanding of the fluctuation relation in quantum thermodynamics, our result lays the foundation to design high-efficiency quantum heat engines.
• Abstract（参考訳）: 非平衡変動関係は量子熱力学の基礎である。 システムバス熱交換は有名なヤジンスキー-W\'{o}jcikゆらぎ定理に従うと広く信じられている。 しかし、この定理は弱結合条件の下でボルン・マルコフ近似で成立する。 非マルコフ力学における調和振動子と結合浴の間のエネルギー交換を研究することにより、任意の結合強度に有効であるエネルギー交換に対する一般化された量子ゆらぎ定理を確立する。 Jarzynski-W\'{o}jcik の揺らぎ定理は弱結合極限で回復する。 また, 平均エネルギー交換は, システムバス境界状態の数が異なる場合に, 豊富な非平衡特性を示し, 量子熱の制御に有用であることが示唆された。 量子熱力学におけるゆらぎ関係の理解を深めることにより、高効率な量子熱エンジンの設計の基礎となる。

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