論文の概要: An energy efficient quantum-enhanced machine

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.15075v1
• Date: Tue, 23 Apr 2024 14:24:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-24 13:42:03.348835
• Title: An energy efficient quantum-enhanced machine
• Title（参考訳）: エネルギー効率のよい量子エンハンスマシン
• Authors: Waner Hou, Xingyu Zhao, Kamran Rehan, Yi Li, Yue Li, Eric Lutz, Yiheng Lin, Jiangfeng Du,
• Abstract要約: 我々は、量子摩擦を抑制し、仕事の生産性を向上させるためにショートカット・トゥ・アディバティティティ手法を適用した。 ショートカットプロトコルの平均エネルギーコストは約3%だが、ワークアウトプットは最大で33%向上する。 我々の結果は、量子化性能を持つエネルギー効率の良い機械の道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.368172641201571
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum friction, a quantum analog of classical friction, reduces the performance of quantum machines, such as heat engines, and makes them less energy efficient. We here report the experimental realization of an energy efficient quantum engine coupled to a quantum battery that stores the produced work, using a single ion in a linear Paul trap. We first establish the quantum nature of the device by observing nonclassical work oscillations with the number of cycles as verified by energy measurements of the battery. We moreover successfully apply shortcut-to-adiabaticity techniques to suppress quantum friction and improve work production. While the average energy cost of the shortcut protocol is only about $3\%$, the work output is enhanced by up to approximately 33$\%$, making the machine significantly more energy efficient. In addition, we show that the quantum engine consistently outperforms its classical counterpart in this regime. Our results pave the way for energy efficient machines with quantum-enhanced performance.
• Abstract（参考訳）: 古典的な摩擦の量子アナログである量子摩擦は、熱エンジンなどの量子機械の性能を低下させ、エネルギー効率を低下させる。 本稿では, 線形ポールトラップ内の単一イオンを用いたエネルギー効率のよい量子エンジンを, 生成した作業を保存する量子電池に結合した実験的実現を報告する。 まず、電池のエネルギー測定によって検証されたサイクル数で非古典的な作業振動を観測することにより、装置の量子的性質を確立した。 さらに, 量子摩擦を抑制し, 作業効率を向上させるために, ショートカット・トゥ・アディバティティティ手法をうまく適用した。 ショートカットプロトコルの平均エネルギーコストは約$3\%であるが、ワークアウトプットは最大33$\%まで向上し、マシンのエネルギー効率は大幅に向上する。 さらに、量子エンジンは、この状態において古典的よりも一貫して優れていることを示す。 我々の結果は、量子化性能を持つエネルギー効率の良い機械の道を開いた。

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