論文の概要: Dicke superradiant enhancement of the heat current in circuit QED

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.17469v1
• Date: Tue, 30 Jan 2024 22:06:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-01 16:29:49.501959
• Title: Dicke superradiant enhancement of the heat current in circuit QED
• Title（参考訳）: 回路QEDにおけるDicke Superradiantによる熱電流の増強
• Authors: Gian Marcello Andolina, Paolo Andrea Erdman, Frank No\'e, Jukka Pekola, and Marco Schir\`o
• Abstract要約: Dicke superradiant emissionのような集団効果は、量子デバイスの性能を高めることができる。 本研究では, 冷湯と熱湯の間に流れる熱流を, N$ qubitsのアンサンブルを通して調査した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Collective effects, such as Dicke superradiant emission, can enhance the performance of a quantum device. Here, we study the heat current flowing between a cold and a hot bath through an ensemble of $N$ qubits, which are collectively coupled to the thermal baths. We find a regime where the collective coupling leads to a quadratic scaling of the heat current with $N$ in a finite-size scenario. Conversely, when approaching the thermodynamic limit, we prove that the collective scenario exhibits a parametric enhancement over the non-collective case. We then consider the presence of a third uncontrolled {\it parasitic} bath, interacting locally with each qubit, that models unavoidable couplings to the external environment. Despite having a non-perturbative effect on the steady-state currents, we show that the collective enhancement is robust to such an addition. Finally, we discuss the feasibility of realizing such a Dicke heat valve with superconducting circuits. Our findings indicate that in a minimal realistic experimental setting with two superconducting qubits, the collective advantage offers an enhancement of approximately $10\%$ compared to the non-collective scenario.
• Abstract（参考訳）: Dicke superradiant emissionのような集団効果は、量子デバイスの性能を高めることができる。 そこで本研究では, 冷水浴と温水浴の間に流れる熱流を, 熱水浴に結合したN$ qubitsのアンサンブルを通して検討した。 集合結合が有限サイズのシナリオでN$で熱電流の2次スケーリングにつながる状態を見つける。 逆に、熱力学限界に近づくと、集合シナリオが非衝突の場合よりもパラメトリックな拡張を示すことが証明される。 次に, 外部環境に対する不可避なカップリングをモデル化し, 局所的に各キュービットと相互作用する第3の制御不能な寄生浴の存在を検討する。 定常電流に非摂動効果があるにもかかわらず, 集団増強はそのような付加に対して堅牢であることを示す。 最後に,超伝導回路を用いたディック熱弁の実現可能性について論じる。 その結果, 2つの超伝導量子ビットを持つ最小現実的な実験環境では, 集合的アドバンテージは非集合的シナリオと比較して約10-%$向上することがわかった。

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