論文の概要: Fast, Accurate, and Local Temperature Control Using Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.04796v1
- Date: Mon, 7 Oct 2024 07:16:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-02 01:58:00.997849
- Title: Fast, Accurate, and Local Temperature Control Using Qubits
- Title(参考訳): 量子ビットを用いた高速・高精度・局所温度制御
- Authors: Riya Baruah, Pedro Portugal, Joachim Wabnig, Christian Flindt,
- Abstract要約: 量子ビットを用いた高速で高精度で局所的な温度制御を提案する。
サブケルビン温度の量子系がナノ秒の時間スケールで著しく正確に冷却されることを示す。
我々の提案は超伝導束量子ビット、電荷量子ビット、スピン量子ビットで実現することができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Many quantum technologies, including quantum computers, quantum heat engines, and quantum sensors, rely on operating conditions in the subkelvin regime. It is therefore desirable to develop practical tools and methods for the precise control of the temperature in nanoscale quantum systems. Here, we present a proposal for fast, accurate, and local temperature control using qubits, which regulate the flow of heat between a quantum system and its thermal environment. The qubits are kept in a thermal state with a temperature that is controlled in an interplay between work done on the qubits by changing their energy splittings and the flow of heat between the qubits and the environment. Using only a few qubits, it is possible to control the thermal environment of another quantum system, which can be heated or cooled by the qubits. As an example, we show how a quantum system at subkelvin temperatures can be significantly and accurately cooled on a nanosecond timescale. Our proposal can potentially be realized with superconducting flux qubits, charge qubits, or spin qubits, which can now be fabricated and manipulated with exquisite control.
- Abstract(参考訳): 量子コンピュータ、量子熱エンジン、量子センサーを含む多くの量子技術は、サブケルビン状態の動作条件に依存している。
したがって、ナノスケール量子系の温度を正確に制御するための実用的なツールや方法を開発することが望ましい。
本稿では,量子系と熱環境の間の熱の流れを調節する量子ビットを用いた高速,高精度,局所的な温度制御の提案を行う。
クビットは、クビットと環境の間のエネルギー分割と熱の流れを変化させることで、クビット上で行う作業間の相互作用で制御される温度で熱状態に保たれる。
数量子ビットしか使用せず、別の量子系の熱環境を制御でき、量子ビットによって加熱または冷却することができる。
例えば、サブケルビン温度の量子系がナノ秒の時間スケールで著しく正確に冷却されることを示す。
提案手法は,超伝導束量子ビット,電荷量子ビット,スピン量子ビットを用いて実現可能である。
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