論文の概要: Coherent heat transfer leads to genuine quantum enhancement in the performances of continuous engines
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.05799v2
- Date: Thu, 15 May 2025 14:20:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-16 22:29:05.951369
- Title: Coherent heat transfer leads to genuine quantum enhancement in the performances of continuous engines
- Title（参考訳）: コヒーレント熱伝達は連続エンジンの性能を真に向上させる
- Authors: Brij Mohan, Rajeev Gangwar, Tanmoy Pandit, Mohit Lal Bera, Maciej Lewenstein, Manabendra Nath Bera,
- Abstract要約: 入浴によるコヒーレント熱伝達を利用した連続量子熱機関を導入し,性能の真の量子化を実現した。
コヒーレントエンジンは、より信頼性の高い出力、すなわちパワーの信号対雑音比を数百倍に向上させる。
コヒーレントエンジンの実験的実現可能性と量子特性がどのように性能を高めるかの理解の改善により、量子対応技術に応用できる可能性がある。
- 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: Conventional continuous quantum heat engines with incoherent heat transfer perform poorly as they exploit two-body interactions between the system and hot or cold baths, thus having limited capability to outperform their classical counterparts. We introduce distinct continuous quantum heat engines that utilize coherent heat transfer with baths, yielding genuine quantum enhancement in performance. These coherent engines consist of one qutrit system and two photonic baths and enable coherent heat transfer via two-photon transitions involving three-body interactions between the system and hot and cold baths. We demonstrate that coherent engines deliver significantly higher power output with much greater reliability, i.e., lower signal-to-noise ratio of the power, by hundreds of folds over their incoherent counterparts. Importantly, coherent engines can operate close to or at the maximal achievable reliability allowed by the quantum thermodynamic uncertainty relation. Moreover, coherent engines manifest more nonclassical features than incoherent engines because they violate the classical thermodynamic uncertainty relation by a greater amount and for a wider range of parameters. These genuine enhancements in the performance of coherent engines are directly attributed to their capacity to harness higher energetic coherence for the resonant driving case. The experimental feasibility of coherent engines and the improved understanding of how quantum properties can enhance performance may find applications in quantum-enabled technologies.
- Abstract（参考訳）: 非コヒーレントな熱伝達を持つ従来の連続量子熱エンジンは、システムと高温または低温浴の間の2体相互作用を利用するため、性能が悪く、古典的な熱伝達よりも性能が劣る。
入浴によるコヒーレント熱伝達を利用した連続量子熱機関を導入し,性能の真の量子化を実現した。
これらのコヒーレントエンジンは、1つのクエット系と2つのフォトニック浴からなり、システムとホット・コールド・バスの間の3体間相互作用を含む2光子遷移によるコヒーレント熱伝達を可能にする。
我々は、コヒーレントエンジンがより信頼性の高い出力、すなわち電力の信号対雑音比を数百倍に向上させることを示した。
重要なことは、コヒーレントエンジンは量子熱力学の不確実性関係によって許容される最大到達可能な信頼性に近づいたり、その上で動作することができることである。
さらに、コヒーレントエンジンは非コヒーレントエンジンよりも非古典的な特徴を示す。
これらのコヒーレントエンジンの性能の真の向上は、共振駆動ケースの高エネルギーコヒーレンスを利用するために、直接的にその能力に起因している。
コヒーレントエンジンの実験的実現可能性と量子特性がどのように性能を高めるかの理解の改善により、量子対応技術に応用できる可能性がある。
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