論文の概要: Quantum-thermodynamic enhancements in continuous thermal machines require energetic coherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.19280v1
• Date: Thu, 28 Mar 2024 10:03:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-29 16:43:33.389421
• Title: Quantum-thermodynamic enhancements in continuous thermal machines require energetic coherence
• Title（参考訳）: 連続熱機械における量子熱力学的拡張はエネルギーコヒーレンスを必要とする
• Authors: José A. Almanza-Marrero, Gonzalo Manzano,
• Abstract要約: エネルギーの異なるレベル間のコヒーレンスによって 真の熱力学的優位性がもたらされる レベル間のコヒーレンスを示すエンジン、またはノイズによって引き起こされるコヒーレンスを示すエンジンは、古典的なエンジンによって体系的に優れていた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum coherence has been shown to impact the operational capabilities of quantum systems performing thermodynamic tasks in a significant way, and yet the possibility of genuine coherence-enhanced thermodynamic operation remains unclear. Here we show that only the presence of energetic coherence -- coherence between levels with different energies -- in steady-state quantum thermal machines can lead to genuine thermodynamic advantage. On the other hand, engines showing coherence between degenerate levels, or subjected to noise-induced coherence, are shown to be systematically outperformed by classical stochastic engines using exactly the same set of (incoherent) resources. We illustrate our results with three prototypical models of heat engines and refrigerators and employ multi-objective optimization techniques to characterize quantum-enhanced regimes in connection with the thermodynamic uncertainty relation.
• Abstract（参考訳）: 量子コヒーレンス(英語版)は、熱力学的タスクを実行する量子システムの運用能力に重大な影響を与えることが示されているが、真のコヒーレンス強化熱力学操作の可能性はまだ不明である。 ここでは、定常量子熱機械におけるエネルギーコヒーレンス(異なるエネルギーのレベル間のコヒーレンス)の存在だけが、真の熱力学的優位性をもたらすことを示す。 一方、縮退レベル間のコヒーレンスを示すエンジンやノイズ誘起コヒーレンスを受けるエンジンは、全く同じ(非コヒーレントな)資源を用いて古典的確率的エンジンによって体系的に性能が向上することが示されている。 本稿では, 熱機関と冷凍機の3種類の原型モデルを用いて, 熱力学的不確実性関係と関連する量子エネルギー状態の特徴付けに多目的最適化手法を用いた。

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