論文の概要: Quantum transistors for heat flux in and out of working substance parts: harmonic vs transmon and Kerr environs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.11629v1
- Date: Mon, 20 Jan 2025 17:59:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-22 14:21:52.212076
- Title: Quantum transistors for heat flux in and out of working substance parts: harmonic vs transmon and Kerr environs
- Title（参考訳）: 作動物質中の熱フラックスの量子トランジスタ--ハーモニック対トランスモンとカーエンビロン-
- Authors: Deepika Bhargava, Paranjoy Chaki, Aparajita Bhattacharyya, Ujjwal Sen,
- Abstract要約: 本稿では, クエットの無限鎖からなる環境と作用物質との相互作用を周期的衝突に基づくトランジスタを提案する。
制御対象でない環境がシステムから切り離された場合でも,非ゼロ増幅が存在することを示す。
また、時間に関して観察された増幅の非単調な振る舞いから、システム内で誘導される非マルコフ性も定量化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum thermal transistors have been widely studied in the context of three-qubit systems, where each qubit interacts separately with a Markovian harmonic bath. Markovianity is an assumption that is imposed on a system if the environment loses its memory within short while, while non-Markovianity is a general feature, inherently present in a large fraction of realistic scenarios. Instead of Markovian environments, here we propose a transistor in which the interaction between the working substance and an environment comprising of an infinite chain of qutrits is based on periodic collisions. We refer to the device as a working-substance thermal transistor, since the model focuses on heat currents flowing in and out of each individual qubit of the working substance to and from different parts of the system and environment. We find that the transistor effect prevails in this apparatus and we depict how the amplification of heat currents depends on the temperature of the modulating environment, the system-environment coupling strength and the interaction time. We further show that there exists a non-zero amplification even if one of the environments, that is not the modulating one, is detached from the system. Additionally, the environment, being comprised of three-level systems, allows us to consider the effects of frail perturbations in the energy-spacings of the qutrit, leading to a non-linearity in the environment. We consider non-linearities that are either of transmon- or of Kerr-type. We find parameter ranges where there is a significant amplification for both transmon- and Kerr-type non-linearities in the environment. Finally, we detect the non-Markovianity induced in the system from a non-monotonic behavior of the amplification observed with respect to time, and quantify it using the distinguishability-based measure of non-Markovianity.
- Abstract（参考訳）: 量子熱トランジスタは3量子ビット系の文脈で広く研究されており、それぞれの量子ビットはマルコフの高調波浴と別々に相互作用する。
マルコビアン性(英: Markovianity)は、環境が短時間でメモリを失うとシステムに課される仮定であり、非マルコビアン性(英: non-Markovianity)は、本質的には、現実的なシナリオの大部分に存在する一般的な特徴である。
ここではマルコフ環境の代わりに、作用物質と無限鎖の四重項からなる環境との相互作用が周期的衝突に基づくトランジスタを提案する。
動作物質の各キュービットからシステムと環境の異なる部分へ流入する熱電流をモデルとして,本装置を動作物質熱トランジスタと呼ぶ。
この装置では, トランジスタ効果が有効であり, 加熱電流の増幅が, 変調環境の温度, システム環境結合強度, 相互作用時間に依存することを示す。
さらに,制御対象でない環境がシステムから切り離された場合でも,非ゼロ増幅が存在することを示す。
さらに, 環境は3段階のシステムで構成されており, 石英のエネルギー平準化におけるフレールの摂動の影響を考慮し, 環境の非線形性に繋がる。
我々はトランスモン型かカー型かのいずれかの非線形性を考える。
本研究では,トランスモン型およびカー型両方の非線形性に対して重要な増幅値が存在するパラメータ範囲を求める。
最後に、時間に関して観察された増幅の非単調な振る舞いからシステム内で誘導される非マルコフ性を検出し、非マルコフ性に対する識別可能性に基づく尺度を用いて定量化する。
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