論文の概要: Simultaneous cooling of qubits via a quantum absorption refrigerator and beyond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.15871v1
- Date: Mon, 21 Oct 2024 10:55:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-22 13:17:58.385006
- Title: Simultaneous cooling of qubits via a quantum absorption refrigerator and beyond
- Title（参考訳）: 量子吸収冷凍機を用いた量子ビットの同時冷却
- Authors: Jithin G. Krishnan, Chandrima B. Pushpan, Amit Kumar Pal,
- Abstract要約: 我々は、異なる磁化でラベル付けされた系のフルヒルベルト空間の異なる部分空間上の作用素を用いた相互作用ハミルトニアンのエンジニアリングを提案する。
局所的および大域的量子マスター方程式を用いて、これらの相互作用ハミルトニアンを用いて標的量子ビットの集合を同時に冷却できることを実証する。
また、この設計をハイゼンベルク相互作用を介して相互作用する量子ビットの星ネットワークに拡張し、3つまたは2つの熱浴に接触し、この装置を用いて標的量子ビットの冷却について議論する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We design a quantum thermal device that can simultaneously and dynamically cool multiple target qubits. Using a setup with three bosonic heat baths, we propose an engineering of interaction Hamiltonian using operators on different subspaces of the full Hilbert space of the system labelled by different magnetizations. We demonstrate, using the local as well as global quantum master equations, that a set of target qubits can be cooled simultaneously using these interaction Hamiltonians, while equal cooling of all target qubits is possible only when the local quantum master equation is used. However, the amount of cooling obtained from different magnetization subspaces, as quantified by a distance-based measure of qubit-local steady-state temperatures, may vary. We also investigate cooling of a set of target qubits when the interaction Hamiltonian has different magnetization components, and when the design of the quantum thermal device involves two heat baths instead of three. Further, we demonstrate, using local quantum master equation, that during providing cooling to the target qubits, the designed device operates only as a quantum absorption refrigerator. In contrast, use of the global quantum master equation indicates cooling of the target qubits even when the device works outside the operation regime of a quantum absorption refrigerator. We also extend the design to a star network of qubits interacting via Heisenberg interaction among each other, kept in contact with either three, or two heat baths, and discuss cooling of a set of target qubits using this device.
- Abstract（参考訳）: 複数のターゲット量子ビットを同時に動的に冷却できる量子熱デバイスを設計する。
3つのボソニック熱浴のセットアップを用いて、異なる磁化でラベル付けされた系のフルヒルベルト空間の異なる部分空間上の演算子を用いた相互作用ハミルトニアンのエンジニアリングを提案する。
局所的および大域的量子マスター方程式を用いて、これらの相互作用を用いて標的量子ビットの集合を同時に冷却できることを示し、一方、全ての標的量子ビットの等しく冷却は局所量子マスター方程式を使用する場合にのみ可能である。
しかし、異なる磁化部分空間から得られる冷却量は、クビット局所定常温度の距離に基づく測定によって定量化される。
また、相互作用ハミルトニアンが磁化成分が異なる場合と、量子熱デバイスの設計が3つではなく2つの熱浴を含む場合の標的量子ビットの冷却についても検討する。
さらに, 局所量子マスター方程式を用いて, ターゲット量子ビットへの冷却を行う際に, 設計装置は量子吸収冷凍機としてのみ動作することを示した。
対照的に、グローバル量子マスター方程式の使用は、デバイスが量子吸収冷凍機の動作状態外で動作する場合であっても、ターゲット量子ビットの冷却を示す。
また、この設計をハイゼンベルク相互作用を介して相互作用する量子ビットの星ネットワークに拡張し、3つまたは2つの熱浴に接触し、この装置を用いて標的量子ビットの冷却について議論する。
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