論文の概要: Quantum heat transport in nonequilibrium anisotropic Dicke model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.29180v1
• Date: Tue, 31 Mar 2026 02:47:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-01 15:25:03.051877
• Title: Quantum heat transport in nonequilibrium anisotropic Dicke model
• Title（参考訳）: 非平衡異方性ディックモデルにおける量子熱輸送
• Authors: Kong Junran, Mao Mang, Liu Huan, Wang Chen,
• Abstract要約: 非平衡異方性ディックモデルにおける量子輸送に対する異方性光-物質相互作用の影響について検討する。 この結果から, 異方性量子-光子相互作用は定常熱流の変調に不可欠であることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.01719383905107
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Nonequilibrium heat transport and quantum thermodynamics in light-matter interacting systems have received increasing attention. Quantum thermal devices, e.g., heat valve and head diode, have been realized. Recently, it has been discovered that the anisotropic light-matter interactions can greatly modify the eigenvalues and eigenvectors of hybrid quantum systems, leading to nontrivial quantum phase transitions, quantum metrology, and nonclassicality of photons. To explore the influences of anisotropic light-matter interactions on quantum transport, we investigate heat flow in the nonequilibrium anisotropic Dicke model. In this model, an ensemble of qubits collectively interacts with an anisotropic photon field. Each component interacts with bosonic thermal reservoirs. Quantum dressed master equation (DME) is included to properly study dissipative dynamics of the anisotropic Dicke model. Within the eigenbasis of the reduced anisotropic Dicke system, strong qubit-photon couplings can be properly handled. Our results demonstrate that anisotropic qubit-photon interactions are crucial for modulating steady-state heat flow. In particular, it is found that under strong coupling the heat flow is dramatically suppressed by a large anisotropic qubit-photon factor. While under moderate coupling, the anisotropic qubit-photon interactions enhance the heat flow. Moreover, the increase in the number of qubits amplifies the flow characteristics, with the peaks increasing and the valleys decreasing. Besides, we derive two analytical expressions of heat flows in thermodynamic limit approximation with limiting anisotropic factors. These heat currents exhibit the cotunneling heat transport pictures. They also serve as the upper boundaries for the heat flows in the finite-size anisotropic Dicke model. We also analyze the thermal rectification effect in the anisotropic Dicke model.
• Abstract（参考訳）: 光-物質相互作用系における非平衡熱輸送と量子熱力学は注目されている。 量子熱デバイス、例えば、熱バルブ、ヘッドダイオードが実現されている。 近年、異方性光-物質相互作用により、ハイブリッド量子系の固有値と固有ベクトルが大幅に変化し、非自明な量子相転移、量子メロロジー、光子の非古典性をもたらすことが発見されている。 量子輸送における異方性光-物質相互作用の影響を調べるため、非平衡異方性ディックモデルにおける熱流について検討する。 このモデルでは、量子ビットのアンサンブルは、異方性光子場と一括して相互作用する。 各成分はボソニック熱貯水池と相互作用する。 量子ドレスドマスター方程式(DME)は、異方性ディックモデルの散逸動力学を適切に研究するために含まれる。 還元異方性ディック系の固有基底の中では、強いクビット-光子カップリングを適切に扱うことができる。 この結果から, 異方性量子-光子相互作用は定常熱流の変調に不可欠であることが示唆された。 特に, 強い結合下では, 熱流は大きな異方性クビット光子因子によって劇的に抑制されることがわかった。 中間結合下では、異方性クビット-光子相互作用は熱流を促進させる。 さらに, クビット数の増加は流れ特性を増幅し, ピークは増加し, 谷は減少する。 さらに,熱力学的限界近似における熱流の2つの解析式を導出した。 これらの熱流は、コツネリングした熱輸送画像を示す。 また、有限サイズの異方性ディックモデルにおける熱流の上限としても機能する。 また,異方性ディックモデルにおける温度補正効果を解析した。

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