論文の概要: Energy-conversion device using a quantum engine with the work medium of two-atom entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.15835v1
• Date: Wed, 24 Apr 2024 12:14:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-26 19:20:39.597920
• Title: Energy-conversion device using a quantum engine with the work medium of two-atom entanglement
• Title（参考訳）: 2原子エンタングルメントの加工媒体を有する量子エンジンを用いたエネルギー変換装置
• Authors: J. -W. Zhang, B. Wang, W. -F. Yuan, J. -C. Li, J. -T. Bu, G. -Y. Ding, W. -Q. Ding, L. Chen, F. Zhou, M. Feng,
• Abstract要約: ハーモニックポテンシャルに閉じ込められた2つの絡み合ったイオンによって作用する加工媒体を備えたエネルギー変換装置について報告する。 2つのイオンは、2つのイオンが共有する振動モードの1つに仮想的に結合することで絡み合っており、量子エンジンは量子負荷に結合する。 量子エンジンのエネルギー変換効率について検討し、量子負荷に蓄積された有用なエネルギー(すなわち最大抽出可能な仕事)について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: Although entanglement is considered as an essential resource for quantum information processing, whether entanglement helps for energy conversion or output in the quantum regime is still lack of experimental witness. Here we report on an energy-conversion device operating as a quantum engine with the working medium acted by two entangled ions confined in a harmonic potential. The two ions are entangled by virtually coupling to one of the vibrational modes shared by the two ions, and the quantum engine couples to a quantum load, which is another shared vibrational mode. We explore the energy conversion efficiency of the quantum engine and investigate the useful energy (i.e., the maximum extractable work) stored in the quantum load by tuning the two ions in different degrees of entanglement as well as detecting the change of the phonons in the load. Our observation provides, for the first time, quantitative evidence that entanglement fuels the useful energy produced by the quantum engine, but not helpful for the energy conversion efficiency. We consider that our results may be useful to the study of quantum batteries for which one of the most indexes is the maximum extractable energy.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いは量子情報処理の必須資源と考えられているが、絡み合いがエネルギー変換や量子状態の出力に役立つかどうかはまだ実験的な証拠がない。 本稿では,高調波ポテンシャルに閉じ込められた2つの絡み合ったイオンによって作用する中間体を有する量子エンジンとして動作するエネルギー変換装置について報告する。 2つのイオンは、2つのイオンが共有する振動モードの1つに仮想的に結合することで絡み合っており、量子エンジンは別の共振モードである量子負荷に結合する。 本研究では, 量子エンジンのエネルギー変換効率について検討し, 量子負荷に蓄積される有用エネルギー(すなわち最大抽出可能作業)を, 2つのイオンを異なるエンタングルメントの度合いで調整し, 負荷中のフォノンの変化を検出することにより検討する。 我々の観測は、エンタングルメントが量子エンジンによって生成される有用なエネルギーを燃料にするが、エネルギー変換効率には役に立たないという、初めて定量的な証拠を提供する。 この結果は,最大抽出可能エネルギーを最も高指標とする量子電池の研究に有用であると考えられる。

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