論文の概要: Heat, work, and fluctuations in a driven quantum resonator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.11480v1
• Date: Fri, 16 Jan 2026 18:03:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-19 20:21:50.592165
• Title: Heat, work, and fluctuations in a driven quantum resonator
• Title（参考訳）: 駆動量子共振器における熱、仕事、揺らぎ
• Authors: Riya Baruah, Pedro Portugal, Jun-Zhe Chen, Joachim Wabnig, Christian Flindt,
• Abstract要約: ナノスケール熱エンジンでは、作動流体は量子系であり、その挙動や力学は古典的ではない。 本稿では、その自然周波数を変調して温度を制御した駆動量子共振器の熱力学特性について検討する。 この結果から, 熱, 作業, 揺らぎの相互作用に関する定量的知見が得られ, 将来の熱エンジンの設計に有効である可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.849691543273889
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A central building block of a heat engine is the working fluid, which mediates the conversion of heat into work. In nanoscale heat engines, the working fluid can be a quantum system whose behavior and dynamics are non-classical. A particularly versatile realization is a quantum resonator, which allows for precise control and coupling to thermal reservoirs, making it an ideal platform for exploring quantum thermodynamic processes. Here, we investigate the thermodynamic properties of a driven quantum resonator whose temperature is controlled by modulating its natural frequency. We evaluate the work performed by the external drive and the resulting heat flow between the resonator and its environment, both within linear response and beyond. To further elucidate these processes, we determine the full distribution of photon exchanges between the resonator and its environment, characterized by its first few cumulants. Our results provide quantitative insights into the interplay between heat, work, and fluctuations, and may help in designing future heat engines.
• Abstract（参考訳）: 熱エンジンの中央のビルディングブロックは作業流体であり、熱の働きへの変換を媒介する。 ナノスケール熱エンジンでは、作動流体は量子系であり、その挙動や力学は古典的ではない。 特に汎用的な実現は量子共振器であり、熱貯水池への正確な制御と結合を可能にし、量子熱力学過程を探索するための理想的なプラットフォームとなる。 本稿では、その自然周波数を変調して温度を制御した駆動量子共振器の熱力学特性について検討する。 本研究では, 外部駆動による動作と, 共振器と環境との間の熱流を, 線形応答, 以降の両方で評価した。 これらの過程をさらに解明するために、共振器と環境の間の光子交換の完全な分布を、最初の数個の累積子によって決定する。 この結果から, 熱, 作業, 揺らぎの相互作用に関する定量的知見が得られ, 将来の熱エンジンの設計に有効である可能性が示唆された。

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