論文の概要: Operational modes of a Raman-coupled two-qubit quantum thermal machine
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.03139v1
- Date: Tue, 06 Jan 2026 16:09:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-07 17:02:13.012986
- Title: Operational modes of a Raman-coupled two-qubit quantum thermal machine
- Title（参考訳）: ラマン結合型2量子量子熱機械の動作モード
- Authors: Alonso Alcalá, Charlie Oncebay, Onofre Rojas, Moises Rojas,
- Abstract要約: ラマン誘起交換相互作用によって結合された2つの量子ビットからなる量子熱機械について検討する。
この系はカルノット、オットー、スターリングの熱力学サイクルの中で解析され、スターリングサイクルは再生と無再生を含む。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We investigate a quantum thermal machine composed of two qubits coupled through a Raman-induced exchange interaction and driven by inhomogeneous transition frequencies. The system is analyzed within Carnot, Otto, and Stirling thermodynamic cycles, including the Stirling cycle with and without regeneration. We identify the conditions under which the device operates as a heat engine, refrigerator, thermal accelerator, or heater. Efficiency maps and operational-mode diagrams reveal well-defined boundaries in parameter space, governed by the frequency ratio $r=\barω/ω$, the coupling strength $g$, and the thermal gradient between reservoirs. The Carnot cycle exhibits sharp transitions between engine and refrigerator regimes, while the Otto cycle displays a richer structure with the coexistence of all operational modes. The Stirling cycle shows enhanced versatility and performance, particularly when assisted by a regenerator, where near-ideal efficiencies are achieved. Overall, the Raman-type interaction introduces a controllable left-right asymmetry that enables nontrivial manipulation of thermodynamic behavior through frequency tuning.
- Abstract（参考訳）: 我々は、ラマン誘起交換相互作用によって結合され、不均一な遷移周波数によって駆動される2つの量子ビットからなる量子熱マシンについて検討する。
この系はカルノット、オットー、スターリングの熱力学サイクルで解析され、スターリングサイクルは再生と無再生を含む。
デバイスが熱エンジン、冷蔵庫、熱加速器、ヒーターとして機能する条件を特定します。
効率写像と操作モード図はパラメータ空間において、周波数比$r=\barω/ω$、結合強度$g$、貯水池間の熱勾配によって明確に定義された境界を示す。
カーノットサイクルはエンジンと冷凍機の間で急激な遷移を示し、オットーサイクルは全ての操作モードが共存するよりリッチな構造を示す。
スターリングサイクルは、特に、ほぼ理想的効率が達成される再生器で補助された場合、汎用性と性能が向上する。
全体として、ラマン型相互作用は、周波数チューニングによる熱力学的挙動の非自明な操作を可能にする制御可能な左右非対称性を導入している。
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