論文の概要: Rapid optimal work extraction from a quantum-dot information engine
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.06916v3
- Date: Wed, 18 Dec 2024 09:32:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-19 13:23:07.686678
- Title: Rapid optimal work extraction from a quantum-dot information engine
- Title(参考訳): 量子ドット情報エンジンからの高速最適作業抽出
- Authors: Kushagra Aggarwal, Alberto Rolandi, Yikai Yang, Joseph Hickie, Daniel Jirovec, Andrea Ballabio, Daniel Chrastina, Giovanni Isella, Mark T. Mitchison, Martí Perarnau-Llobet, Natalia Ares,
- Abstract要約: 我々は量子ドットSzilardエンジンを用いて、20年以上の駆動速度で最大効率で熱ゆらぎから作業を取り出す。
我々は、遅いものから高速なものまで、最適化されたプロトコル群を設計し、実装する。
その結果,効率を最適化する場合,Szilardエンジンの出力が必然的に増加すると電力変動が増大することがわかった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.77030827398658
- License:
- Abstract: The conversion of thermal energy into work is usually more efficient in the slow-driving regime, where the power output is vanishingly small. Efficient work extraction for fast driving protocols remains an outstanding challenge at the nanoscale, where fluctuations play a significant role. In this Letter, we use a quantum-dot Szilard engine to extract work from thermal fluctuations with maximum efficiency over two decades of driving speed. We design and implement a family of optimised protocols ranging from the slow- to the fast-driving regime, and measure the engine's efficiency as well as the mean and variance of its power output in each case. These optimised protocols exhibit significant improvements in power and efficiency compared to the naive approach. Our results also show that, when optimising for efficiency, boosting the power output of a Szilard engine inevitably comes at the cost of increased power fluctuations.
- Abstract(参考訳): 熱エネルギーの作業への変換は通常、出力が消滅する低速運転体制においてより効率的である。
高速運転プロトコルの効率的な作業抽出は、ナノスケールにおいて大きな役割を果たしている。
このレターでは、20年以上の駆動速度で最大効率で熱ゆらぎから作業を引き出すために量子ドットSzilardエンジンを使用します。
我々は、低速から高速運転までの最適化されたプロトコル群を設計、実装し、エンジンの効率を計測し、各ケースにおける出力の平均と分散を計測する。
これらの最適化されたプロトコルは、単純なアプローチに比べてパワーと効率が大幅に向上した。
また, 効率を最適化する場合, Szilard エンジンの出力を必然的に増大させると, 電力変動が増大する。
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