論文の概要: Information-Assisted Carnot Engine Surpasses Standard Thermodynamic Bounds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.13412v1
- Date: Thu, 17 Jul 2025 08:48:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-21 20:43:26.086916
- Title: Information-Assisted Carnot Engine Surpasses Standard Thermodynamic Bounds
- Title（参考訳）: 標準熱力学境界を越える情報支援カーノットエンジン
- Authors: Yang Xiao, Qian Zeng, Jin Wang,
- Abstract要約: カーノー情報機(CIE)を導入し,エンジン性能と情報量との関係を定量的に検討する。
我々は,CIEが標準カーノットサイクルが禁止されている体制において,情報変化の存在が熱機関として機能することを実証した。
本稿では,40mathrmCa+$イオンを捕捉した実装方式を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.27718287447776
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Information can improve heat engine performance, but the underlying principles are still not so clear. Here we introduce a Carnot information machine (CIE) and obtain a quantitative relationship between the engine performance and information. We demonstrate that the presence of information changes allows the CIE to operate as a heat engine in the regime where the standard Carnot cycle is prohibited, ensures that the efficiency of the CIE is greater than or equal to the standard Carnot efficiency, and significantly enables it to achieve 100\% efficiency with positive work extraction for arbitrary two-level systems. We explicitly demonstrate these features using a spin-1/2 system and propose an experimental implementation scheme based on a trapped $^{40}\mathrm{Ca}^+$ ion.
- Abstract（参考訳）: 情報は熱エンジンの性能を改善することができるが、根底にある原則はまだ明確ではない。
本稿では,Carnot Information Machine (CIE) を導入し,エンジン性能と情報量との関係について検討する。
本稿では,CIE が標準カーノーサイクルを禁止している状況下では,CIE が熱機関として動作し,CIE の効率が標準カーノー効率より大きいか等しいかを確認し,任意の2段階システムに対して正の作業抽出を行うことで,100 % の効率を実現することを実証する。
スピン1/2系を用いてこれらの特徴を明示的に実証し、捕捉された$^{40}\mathrm{Ca}^+$ ion に基づく実験的実装スキームを提案する。
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