論文の概要: Optimizing energy conversion with nonthermal resources in steady-state quantum devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.15578v1
• Date: Thu, 21 Aug 2025 13:52:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-22 16:26:46.357525
• Title: Optimizing energy conversion with nonthermal resources in steady-state quantum devices
• Title（参考訳）: 定常量子デバイスにおける非熱的資源によるエネルギー変換の最適化
• Authors: Elsa Danielsson, Henning Kirchberg, Janine Splettstoesser,
• Abstract要約: 非熱的資源によって供給されるコヒーレント量子導体におけるエネルギー変換過程を最適化するための枠組みを提供する。 熱資源を利用した装置と比較して性能が向上したことを示す。 この結果は,将来のナノエレクトロニクスデバイスにおけるエネルギー変換プロセスの設計ガイドラインとして機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We provide a framework for optimizing energy conversion processes in coherent quantum conductors fed by nonthermal resources. Such nonthermal resources, which cannot be characterized by temperatures or electrochemical potentials, occur in small-scale systems that are smaller than their thermalization length. Using scattering theory in combination with a Lagrange multiplier method, we optimize the device's performance based on the efficiency, precision, or a trade-off between the two at a given output current. The transmission properties leading to this optimal performance are identified. We showcase our findings with the example of a refrigerator exploiting experimentally relevant nonthermal resources, which could result from competing environments or from light irradiation. We show that the performance is improved compared to a device exploiting a thermal resource. Our results can serve as guidelines for the design of energy-conversion processes in future nanoelectronic devices.
• Abstract（参考訳）: 非熱的資源によって供給されるコヒーレント量子導体におけるエネルギー変換過程を最適化するための枠組みを提供する。 このような非熱的資源は、温度や電気化学的ポテンシャルによって特徴づけられず、その熱化長よりも小さい小規模のシステムで発生する。 ラグランジュ乗算器法と組み合わせて散乱理論を用いて、与えられた出力電流における2つの間の効率、精度、トレードオフに基づいてデバイスの性能を最適化する。 この最適性能につながる伝送特性を同定する。 本研究は, 実験用非熱水資源を利用した冷凍機を例に紹介し, 競合する環境や光照射によって生じる可能性があることを示す。 熱資源を利用した装置と比較して性能が向上したことを示す。 この結果は,将来のナノエレクトロニクスデバイスにおけるエネルギー変換プロセスの設計ガイドラインとして機能する。

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