論文の概要: Dynamics of a strongly coupled quantum heat engine -- computing bath
observables from the hierarchy of pure states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.06039v1
- Date: Thu, 8 Feb 2024 20:23:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-12 18:40:19.731815
- Title: Dynamics of a strongly coupled quantum heat engine -- computing bath
observables from the hierarchy of pure states
- Title(参考訳): 強結合型量子熱エンジンのダイナミクス-純状態の階層から観測可能な浴槽の計算
- Authors: Valentin Boettcher, Richard Hartmann, Konstantin Beyer, Walter T.
Strunz
- Abstract要約: HOPS内における浴槽エネルギーと相互作用エネルギーの変化について検討した。
熱力学サイクルの状態変化図の類似図を用いて、これらの様々な貢献を可視化する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present a fully quantum dynamical treatment of a quantum heat engine and
its baths based on the Hierarchy of Pure States (HOPS), an exact and general
method for open quantum system dynamics. We show how the change of the bath
energy and the interaction energy can be determined within HOPS, for arbitrary
coupling strength and smooth time dependence of the modulation protocol. The
dynamics of all energetic contributions during the operation can be carefully
examined both, in its initial transient phase and also later, in its periodic
steady state. A quantum Otto engine with a qubit as inherently nonlinear work
medium is studied in a regime where the energy associated with the interaction
Hamiltonian plays an important role for the global energy balance and, thus,
must not be neglected when calculating its power and efficiency. We confirm
that the work required to drive the coupling with the baths depends sensitively
on the speed of the modulation protocol. Remarkably, departing from the
conventional scheme of well-separated phases by allowing for temporal overlap,
we discover that one can even gain energy from the modulation of the bath
interactions. We visualize these various work contributions using the analogue
of state change diagrams of thermodynamic cycles. We offer a concise, full
presentation of HOPS with its extension to bath observables, as it serves as a
universal tool for the numerically exact description of general quantum
dynamical (thermodynamic) scenarios far from the weak-coupling limit.
- Abstract(参考訳): 本稿では、量子系力学の正確かつ一般的な方法である純状態階層(HOPS)に基づく量子熱エンジンとその浴槽の完全量子力学処理について述べる。
本研究では, 任意の結合強度と変調プロトコルのスムーズな時間依存性のために, HOPS内で浴槽エネルギーと相互作用エネルギーの変化をどのように決定できるかを示す。
操作中のすべてのエネルギー的寄与のダイナミクスは、初期過渡期と後続の周期的定常期の両方で慎重に検討することができる。
量子ビットを本質的に非線形な作業媒体とする量子オットーエンジンは、相互作用ハミルトニアンに関連するエネルギーが大域的エネルギーバランスに重要な役割を果たすような方法で研究され、したがって、そのエネルギーと効率を計算する際に無視されてはならない。
浴槽との結合を駆動する作業は,変調プロトコルの速度に敏感に依存することを確認した。
特筆すべきは, 時間的重なりを許すことにより, 従来の分離相のスキームから外れることにより, 浴間相互作用の変調からエネルギーを得ることができることであった。
熱力学サイクルの状態変化図のアナロジーを用いて,これら様々な作業の貢献を可視化する。
一般量子力学(熱力学)の弱い結合限界から遠く離れた数値的詳細記述のための普遍的なツールとして機能するため、ホップの簡潔で完全な表現とバスオブザーバブルの拡張を提供する。
関連論文リスト
- Dynamically Emergent Quantum Thermodynamics: Non-Markovian Otto Cycle [49.1574468325115]
我々は,量子オットーサイクルの熱力学的挙動を再考し,メモリ効果と強い系-バス結合に着目した。
我々の研究は、厳密な量子マスター方程式を用いて、マルコビアン性(英語版)を正確に扱うことに基づいている。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-08-18T11:00:32Z) - Quantum Effects on the Synchronization Dynamics of the Kuramoto Model [62.997667081978825]
量子揺らぎは同期の出現を妨げるが、完全に抑制するわけではない。
モデルパラメータへの依存を強調して,臨界結合の解析式を導出する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-06-16T16:41:16Z) - Universality of critical dynamics with finite entanglement [68.8204255655161]
臨界近傍の量子系の低エネルギー力学が有限絡みによってどのように変化するかを研究する。
その結果、時間依存的臨界現象における絡み合いによる正確な役割が確立された。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-01-23T19:23:54Z) - Nonequilibrium thermodynamics and power generation in open quantum
optomechanical systems [0.0]
オープン量子キャビティ-原子系の熱力学的な一貫した記述を示す。
我々のアプローチは、その非平衡の性質を生かし、エネルギー収支に達する。
どちらの限界においても、発電、エネルギー変換効率、準安定挙動の出現について論じる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-12-20T12:05:43Z) - Quantum thermodynamics of periodically driven polaritonic systems [0.0]
室温で周期的に駆動される分極系におけるエネルギー分布と量子熱力学について検討する。
調和変調時の熱力学特性を計算し、共鳴時に最大効率が生じることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-03T04:32:11Z) - Interaction Energies on Noisy Intermediate-Scale Quantum Computers [0.0]
本稿では,高量子資源効率の相互作用エネルギーを提供する対称性適応理論(SAPT)を提案する。
粗く最適化された低回路深さ波動関数であっても、SAPT(VQE)が正確な相互作用エネルギーを提供できることを実証的に見出した。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-01T06:11:28Z) - Quantum thermodynamics with fast driving and strong coupling via the
mesoscopic leads approach [0.0]
熱浴と強く結合した駆動量子系の熱力学を理解することは、量子熱力学とメソスコピック物理学の中心的な焦点である。
メソスコピックリードのアプローチは、最近定常的な熱機械に一般化され、非相互作用極限でランダウアーB"ユティカー理論を再現する能力を持つ。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-06-02T15:15:59Z) - Gauge Quantum Thermodynamics of Time-local non-Markovian Evolutions [77.34726150561087]
一般時間局所非マルコフマスター方程式を扱う。
我々は、電流とパワーを、古典的熱力学のようにプロセスに依存していると定義する。
この理論を量子熱機関に適用することにより、ゲージ変換が機械効率を変化させることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-04-06T17:59:15Z) - Quantum Markov Chain Monte Carlo with Digital Dissipative Dynamics on
Quantum Computers [52.77024349608834]
少数のアンシラ量子ビットを用いて環境との相互作用をシミュレートするデジタル量子アルゴリズムを開発した。
逆イジングモデルの熱状態のシミュレーションによるアルゴリズムの評価を行った。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-04T18:21:00Z) - Probing eigenstate thermalization in quantum simulators via
fluctuation-dissipation relations [77.34726150561087]
固有状態熱化仮説(ETH)は、閉量子多体系の平衡へのアプローチの普遍的なメカニズムを提供する。
本稿では, ゆらぎ・散逸関係の出現を観測し, 量子シミュレータのフルETHを探索する理論に依存しない経路を提案する。
我々の研究は、量子シミュレータにおける熱化を特徴づける理論に依存しない方法を示し、凝縮物質ポンプ-プローブ実験をシミュレーションする方法を舗装する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-20T18:00:02Z) - Non-Markovian effect on quantum Otto engine: -Role of system--reservoir
interaction- [0.0]
それぞれのサイクルが2つの有限時間量子等方過程からなる量子オットーエンジンの極限サイクルについて検討する。
サイクルの無限反復後の作業抽出における非マルコフ効果(量子等方性過程における還元力学の短時間挙動)について検討する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-06-24T10:01:24Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。