論文の概要: Optimising finite-time quantum information engines using Pareto bounds

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.00712v1
• Date: Tue, 01 Jul 2025 12:24:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-03 14:22:59.627769
• Title: Optimising finite-time quantum information engines using Pareto bounds
• Title（参考訳）: パレート境界を用いた有限時間量子情報エンジンの最適化
• Authors: Rasmus Hagman, Jonas Berx, Janine Splettstoesser, Henning Kirchberg,
• Abstract要約: 情報エンジンは計測とフィードバックを利用してエネルギーを有用な仕事に変換する。 本稿では, エルゴトロピック出力電力, 熱力学効率, 情報-作業変換効率の基本的なトレードオフについて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Information engines harness measurement and feedback to convert energy into useful work. In this study, we investigate the fundamental trade-offs between ergotropic output power, thermodynamic efficiency and information-to-work conversion efficiency in such engines, explicitly accounting for the finite time required for measurement. As a model engine, we consider a two-level quantum system from which work is extracted via a temporarily coupled quantum harmonic oscillator that serves as the measurement device. This quantum device is subsequently read out by a classical apparatus. We compute trade-offs for the performance of the information engine using Pareto optimisation, which has recently been successfully used to optimise performance in engineering and biological physics. Our results offer design principles for future experimental implementations of information engines, such as in nano-mechanical systems and circuit QED platforms.
• Abstract（参考訳）: 情報エンジンは計測とフィードバックを利用してエネルギーを有用な仕事に変換する。 本研究では, エルゴトロピック出力電力, 熱力学効率, およびこれらのエンジンにおける情報間変換効率の基本的なトレードオフについて検討し, 測定に要する有限時間について明らかに考察した。 モデルエンジンとして、測定装置として機能する一時的に結合した量子調和振動子を介して作業が抽出される2レベル量子系を考える。 この量子デバイスはその後、古典的な装置によって読み出される。 パレート最適化(Pareto optimization)を用いて,情報エンジンの性能に関するトレードオフを計算し,工学および生物物理学における性能の最適化に成功している。 この結果は,ナノメカニカルシステムや回路QEDプラットフォームなどの情報エンジンの将来の実験的実装のための設計原則を提供する。

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