論文の概要: Daemonic quantum battery charged by thermalization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.15949v1
- Date: Fri, 24 May 2024 21:31:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-29 01:58:51.329132
- Title: Daemonic quantum battery charged by thermalization
- Title（参考訳）: 熱化により帯電するデーモン量子電池
- Authors: Matias Araya Satriani, Felipe Barra,
- Abstract要約: 我々は、量子システムをメモリとして使用し、充電器を計測し、充電状態に電池をそのまま残すプロトコルを導入する。
記憶のエルゴトロピーと,バッテリのデイモン的エルゴトロピーについて検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: The reduced state of a small system strongly coupled to a charger in thermal equilibrium may be athermal and used as a small battery once disconnected. By harnessing the battery-charger correlations, the battery's extractable energy can increase above the ergotropy. We introduce a protocol that uses a quantum system as a memory that measures the charger and leaves the battery intact in its charged state. Using the information gained from the measurement, the daemonic ergotropy of the battery is extracted. Then the battery is reconnected to the charger, thermalizing and charging it. However, the memory should return to its initial standard state to close the thermodynamic cycle. Thus, on the one hand, the work cost of the cycle is the sum of the disconnecting and reconnecting battery-charger work plus the measurement and erasure work. On the other hand, the extracted energy is the daemonic ergotropy of the battery plus the ergotropy of the memory. The ratio of these quantities defines the efficiency of the cycle. The protocol is exemplified by a modified transverse spin 1/2 Ising chain, one spin functioning as the battery and the others as the charger. The memory is another auxiliary spin 1/2. We found pairs of measurement schemes from which we extract the same daemonic ergotropy from the battery, they dissipate the same amount of energy, and one leaves the memory in an active state, the other in a passive state. We study the memory's ergotropy and the daemonic ergotropy of the battery. We find that with measurements, the efficiency can surpass that of the unmeasured protocol, given conditions on temperature, coupling, and choice of the measurement operators.
- Abstract（参考訳）: 熱平衡における充電器に強く結合した小型システムの還元状態は熱的であり、一度切断された小さな電池として用いられる。
電池と充電器の相関を利用して、電池の抽出可能なエネルギーはエルゴトロピー以上に増加する。
我々は、量子システムをメモリとして使用し、充電器を計測し、充電状態に電池をそのまま残すプロトコルを導入する。
測定から得られた情報を用いて、電池のデイモンエルゴトロピーを抽出する。
その後、バッテリーを充電器に再接続し、加熱して充電する。
しかし、メモリは熱力学サイクルを閉じるために最初の標準状態に戻るべきである。
このように、サイクルの作業コストは、バッテリーチャージャー作業と測定・消去作業の合計である。
一方、抽出されたエネルギーは、バッテリのデイモンエルゴトロピーとメモリのエルゴトロピーである。
これらの量の割合はサイクルの効率を定義する。
このプロトコルは、バッテリとして機能する1つのスピンと充電器として機能する1つの横スピン1/2イジングチェーンによって例示される。
メモリは別の補助スピン1/2である。
我々は,電池から同じエゴトロピーを抽出し,同じ量のエネルギーを放出し,一方がアクティブな状態に,もう一方がパッシブな状態に残すような測定方法を発見した。
記憶のエルゴトロピーと,バッテリのデイモン的エルゴトロピーについて検討した。
測定により, 温度, 結合, 選択条件を考慮し, 測定不能なプロトコルよりも効率が優れていることがわかった。
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