論文の概要: Quantum refrigerator embedded in spin-star environments: Scalings of temperature and refrigeration time

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.04374v1
• Date: Wed, 07 May 2025 12:53:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-08 19:07:36.072685
• Title: Quantum refrigerator embedded in spin-star environments: Scalings of temperature and refrigeration time
• Title（参考訳）: スピンスター環境に埋め込まれた量子冷凍機:温度と冷却時間のスケーリング
• Authors: Sukrut Mondkar, Aparajita Bhattacharyya, Ujjwal Sen,
• Abstract要約: 本稿では,3つの量子ビットからなる量子吸収冷凍機について検討する。 スピン星環境は本質的に非マルコフ的であるため、定常状態の冷却は達成できないかもしれない。 本研究では, 自律冷却条件を導出し, 最適冷却キュービット温度を浴槽数とともに解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We examine a quantum absorption refrigerator that comprises three qubits, each of which is connected with a separate spin-star environment. The refrigerator exhibits the feature of transient cooling, i.e., lowering of the temperature of the first qubit in sufficiently small timescales. Since the spin-star environment is inherently non-Markovian in nature, steady-state cooling may or may not be achieved. A key advantage of our model is that the symmetries of the Hamiltonian enable a solution of the reduced density matrices of the refrigerator qubits, even in the presence of a large number (~50) of environmental spins. We derive the condition for autonomous refrigeration and analyze how the optimal cold qubit temperature scales with the number of bath qubits. We find a power law scaling towards a constant asymptotic value. We also find the scaling of the minimum time required for cooling as a function of the number of bath spins. Further, we scrutinize the heat currents associated with each of the three qubits.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,3つの量子ビットからなる量子吸収冷凍機について検討する。 冷凍機は、過渡冷却、すなわち、十分に小さな時間スケールで第1量子ビットの温度を下げる特性を示す。 スピン星の環境は本質的に非マルコフ的であるため、定常状態の冷却は達成されないかもしれない。 我々のモデルの主な利点は、ハミルトニアンの対称性が、多くの(約50)環境スピンが存在する場合でも、冷凍機量子ビットの密度行列の減少の解を可能にすることである。 本研究では, 自律冷却条件を導出し, 最適冷却キュービット温度を浴槽数とともに解析する。 絶え間ない漸近的な値に向かってスケールする権力法則を見いだす。 また, 冷却に要する最低時間のスケーリングを, 浴室スピン数の関数として求める。 さらに、3つの量子ビットのそれぞれに関連する熱電流を精査する。

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