論文の概要: Ergotropic advantage in a measurement-fueled quantum heat engine

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.09402v1
• Date: Thu, 11 Sep 2025 12:31:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-12 16:52:24.381872
• Title: Ergotropic advantage in a measurement-fueled quantum heat engine
• Title（参考訳）: 測定燃料型量子熱エンジンにおけるエルゴトロピックの利点
• Authors: Sidhant Jakhar, Ramandeep S. Johal,
• Abstract要約: 本稿では,スピン成分の一般化測定により,結合した2キュービット熱エンジンについて検討する。 z-z方向に沿った測定では、アクティブな状態をもたらす2つの可能な占有分布が見つかる。 エルゴトロピーを利用した5ストロークエンジンは4ストロークと3ストロークの双方に優れていた。
• 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: This paper investigates a coupled two-qubits heat engine fueled by generalized measurements of the spin components and using a single heat reservoir as sink. Our model extends the four-stroke engine proposed by Yi and coworkers [Phys. Rev. E {\bf 96}, 022108 (2017)] by introducing an ergotropy-extracting stroke, resulting in a five-stroke cycle. For measurements along z-z directions, we find two possible occupation distributions that yield an active state and the ergotropic stroke improves the performance of the engine over the four-stroke cycle. Further, the three-stroke engine (without the adiabatic strokes) yields the same performance as the five-stroke engine. For arbitrary working medium and non-selective measurements, we prove that the total work output of a five-stroke engine is equal to the sum of the work outputs of the corresponding four-stroke and three-stroke engines. For measurement directions other than z-z, there may be many possible orderings of the post-measurement probabilities that yield an active state. However, as we illustrate for specific cases (x-x and x-z directions), a definite ordering is obtained with the projective measurements. Thus, we find that the five-stroke engine exploiting ergotropy outperforms both its four-stroke as well as three-stroke counterparts.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,スピン成分の一般測定とシンクとしての単一熱貯水池を用いた2ビット連成熱エンジンについて検討する。 我々のモデルは、Yiと同僚が提案した4ストロークエンジンを拡張する[Phys]。 E {\displaystyle E} 96}, 022108 (2017)] はエルゴトロピー抽出ストロークを導入し、5ストロークサイクルとなった。 z-z方向の測定では、4ストロークサイクルでエンジンの性能を向上し、アクティブな状態とエルゴトロピックストロークの2つの可能な占有分布を求める。 さらに、3ストロークエンジン(断熱ストロークなし)は5ストロークエンジンと同じ性能を得る。 任意の作業媒体と非選択的な測定では,5ストロークエンジンの総作業出力が,対応する4ストロークエンジンと3ストロークエンジンの作業出力の総和に等しいことを示す。 z-z以外の測定方向については、活性状態をもたらすポスト測定確率の順序が多数存在する可能性がある。 しかし、特定のケース(x-x方向とx-z方向)について説明すると、射影測定により確定順序付けが得られる。 したがって、エルゴトロピーを利用した5ストロークエンジンは、その4ストロークと3ストロークの両方に優れることがわかった。

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