論文の概要: Exploring the role of criticality in the quantum Otto cycle fueled by the anisotropic quantum Rabi-Stark model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.09027v1
- Date: Fri, 12 Jul 2024 06:36:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-16 00:26:50.037181
- Title: Exploring the role of criticality in the quantum Otto cycle fueled by the anisotropic quantum Rabi-Stark model
- Title（参考訳）: 異方性量子ラビスタークモデルによる量子オットーサイクルにおける臨界性の役割の探索
- Authors: He-Guang Xu, Jiasen Jin, Norton G. de Almeida, G. D. de Moraes Neto,
- Abstract要約: 熱エンジン、冷蔵庫、ヒーター、加速器を含む量子熱機械は、量子熱力学の最前線である。
本稿では,理想シナリオと有限時間シナリオの両方で動作する量子オットーエンジンについて検討する。
量子熱機関に焦点をあてることで、これらの相転移がAQRSMベースのエンジンの効率とパワーを批判的に調節することを明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum heat machines, encompassing heat engines, refrigerators, heaters, and accelerators, represent the forefront of quantum thermodynamics, offering a novel paradigm for converting heat energy into useful mechanical work. Leveraging quantum mechanical principles, these machines promise superior efficiency and performance compared to classical counterparts, with potential applications in renewable energy and quantum computing. This paper investigates a quantum Otto engine operating in both ideal and finite-time scenarios, employing a two-level system interacting with a harmonic oscillator within the framework of the anisotropic quantum Rabi-Stark model (AQRSM) as the working medium. This model is notable for exhibiting both first-order and continuous quantum phase transitions. By focusing on quantum heat engines, our study reveals that these phase transitions critically modulate the efficiency and power of AQRSM-based engines, outperforming quantum engines fueled by working medium with harmonic spectrum. Additionally, we explore the impacts of quantum friction and conduct limit cycle analysis in finite-time operations, providing insights into optimizing quantum heat engines for practical implementation.
- Abstract（参考訳）: 熱エンジン、冷蔵庫、ヒーター、加速器を含む量子熱機械は、量子熱力学の最前線を象徴し、熱エネルギーを有用な機械作業に変換する新しいパラダイムを提供する。
量子力学の原理を活用することで、これらの機械は、再生可能エネルギーと量子コンピューティングの潜在的な応用により、古典的な機械よりも優れた効率と性能を約束する。
本稿では, 理想と有限時間の両方のシナリオで動作する量子オットーエンジンについて検討し, 異方性量子Rabi-Starkモデル(AQRSM)のフレームワーク内の調和振動子と相互作用する2レベルシステムを用いて検討する。
このモデルは、一階法と連続量子相転移の両方を示すことで有名である。
量子熱機関に着目して、これらの相転移がAQRSMベースのエンジンの効率とパワーをクリティカルに調節し、ハーモニックスペクトルを持つ作業媒体によって駆動される量子エンジンよりも優れていることを示した。
さらに, 有限時間運転における量子摩擦の影響について検討し, 実用化に向けた量子熱エンジンの最適化に関する知見を提供する。
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