論文の概要: Quantum Thermal Machines Improved by Internal Coupling: From Equilibrium to Non-equilibrium Limit Cycles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.01567v1
- Date: Mon, 02 Mar 2026 07:48:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-03 19:50:56.745052
- Title: Quantum Thermal Machines Improved by Internal Coupling: From Equilibrium to Non-equilibrium Limit Cycles
- Title（参考訳）: 内部カップリングにより改善された量子熱機械:平衡から非平衡限界サイクルへ
- Authors: Jingyi Gao, Naomichi Hatano,
- Abstract要約: 内部結合は量子オットーサイクルの動作と性能に影響を与える。
内部結合がサイクルの運用体制を大幅に拡張することを示す。
- 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: We investigate how internal coupling influences the operation and performance of a quantum Otto cycle operating as the Gibbs-state limit cycle (GSLC), equilibrating limit cycle (ELC), and non-equilibrating limit cycle (NELC). We show that the internal coupling significantly broadens the operational regime of the cycle. In particular, in parameter regimes where the uncoupled Otto cycle fails to operate as any thermal machine, the coupled system can function as an engine or a refrigerator. For the GSLC, in which we assume that the system quickly equilibrates during the isochoric processes, the internal coupling not only shifts and enlarges the operational regime but also enhances the efficiency and the coefficient of performance (COP), allowing the performance to exceed the standard Otto bounds while remaining below the Carnot limit. For ELC and NELC, we validate the global approach of the Gorini--Kossakowski--Sudarshan--Lindblad (GKSL) master equation by comparison with the GSLC, and examine the NELC for finite interaction time and the ELC for infinite interaction time. Although the efficiency and COP of NELC are lower than those of ELC, shorter interaction times yield higher power output, consistent with the power--efficiency trade-off.
- Abstract（参考訳）: 内部結合がギブス状態極限サイクル(GSLC)、平衡極限サイクル(ELC)、非平衡極限サイクル(NELC)として動作する量子オットーサイクルの動作と性能にどのように影響するかを検討する。
内部結合がサイクルの運用体制を大幅に拡張することを示す。
特に、未結合のオットーサイクルが任意の熱機械として動作しないパラメータ系では、結合システムはエンジンまたは冷凍機として機能する。
GSLCでは, 内部結合が演算系をシフト・拡大するだけでなく, 効率と性能係数を向上し, カルノー限界以下でも性能が標準オットー境界を超えられるようにした。
ELC と NELC では,GSLC との比較により,Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad (GKSL) マスター方程式のグローバルなアプローチを検証するとともに,NELC の有限相互作用時間と ELC の無限相互作用時間について検討する。
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