論文の概要: Driving Quantum Heat Engines Beyond Classical Limits through Multilevel Coherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.04873v1
• Date: Mon, 06 Apr 2026 17:24:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-07 15:49:19.306778
• Title: Driving Quantum Heat Engines Beyond Classical Limits through Multilevel Coherence
• Title（参考訳）: マルチレベルコヒーレンスによる古典的限界を超える量子熱機関の駆動
• Authors: Hui Wang, Yusef Maleki, William J. Munro, Marlan O. Scully,
• Abstract要約: 本研究では,N$レベル基底状態コヒーレンスによる温度調整性の向上について述べる。 また、1つの分析フレームワークで基底状態と励起状態のコヒーレンスを統合する。 我々はルビジウム原子をこれらのコヒーレンス支援効果を実験的に実現するための有望な候補とみなす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4331799286130626
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum coherence provides a controllable thermodynamic resource that can raise or lower the effective temperature of a cavity mode, enabling efficiency tuning in quantum heat engines. Here, we derive analytic expressions for the effective engine temperature, demonstrating the enhanced temperature tunability achievable via $N$-level ground-state coherence. We further unify ground- and excited-state coherence within a single analytic framework, revealing their interplay as a mechanism for thermodynamic control. Such quantum resources serve as tunable parameters that enable switching between heating, cooling, and cancellation regimes, driving the effective temperature from near-zero to divergence. Ultimately, our framework connects and generalizes previous models of quantum heat engines, and we identify rubidium atoms as a promising candidate for experimentally realizing these coherence-assisted effects.
• Abstract（参考訳）: 量子コヒーレンス(英語版)は、キャビティモードの有効温度を上昇または低下させ、量子熱エンジンの効率調整を可能にする制御可能な熱力学資源を提供する。 ここでは, 実効エンジン温度に関する解析式を導出し, 温度調整性の向上を$N$レベルの基底状態コヒーレンスで実現可能であることを示す。 さらに, 熱力学的制御機構としての相互作用を明らかにするため, 単一解析フレームワーク内での基底状態と励起状態のコヒーレンスを統一する。 このような量子資源は、加熱、冷却、キャンセル状態の切り替えを可能にする調整可能なパラメータとして機能し、有効温度をほぼゼロから発散に駆動する。 最終的に、我々のフレームワークは従来の量子熱エンジンのモデルを結合し、一般化し、これらのコヒーレンス支援効果を実験的に実現するための候補としてルビジウム原子を同定する。

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