論文の概要: Optimal current-based sensing of phonon temperature using a finite reservoir

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.28155v1
• Date: Thu, 30 Apr 2026 17:42:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-01 16:31:54.231001
• Title: Optimal current-based sensing of phonon temperature using a finite reservoir
• Title（参考訳）: 有限貯留層を用いたフォノン温度の最適電流検出
• Authors: Sindre Brattegard, Stephanie Matern, Mark T. Mitchison, Saulo V. Moreira,
• Abstract要約: 本研究では, 有限貯留層と熱の交換に対する有限貯留層温度の感度について検討した。 有限貯水池に結合した量子ドットを用いた実験的に実現可能なセットアップに焦点を当てる。 システムと有限貯水池の間で長時間に交換されたモニタリング量子は最適精度を達成できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In realistic nanoscale transport set-ups, electron-phonon coupling leads to the exchange of heat between phonon baths and electronic reservoirs with finite heat capacities. Such exchange affects the finite reservoir's temperature. However, this sensitivity of the finite reservoir temperature to the exchange of heat with the finite reservoir has remained unexplored for thermometry. Here, we fill this gap by combining current metrology techniques with a thermodynamic framework encompassing finite reservoirs. We focus on an experimentally realizable set-up with a quantum dot coupled to a finite reservoir and consider two distinct current-based strategies in the long time limit, namely monitoring quanta exchanged between the quantum dot and finite reservoir and the measurement of the total current flowing from the quantum dot into an infinite reservoir. A third strategy involves measurements of the quantum dot occupation. For a large but finite reservoir, we show that the Fisher information for all three strategies captures the finite reservoir's contribution to sensitivity through common factors. We also demonstrate that monitoring quanta exchanged between the system and finite reservoir in the long time limit achieves optimal precision. Finally, we provide an optimization analysis that explores how maximal precision can be achieved within each of the current-based strategies by tuning the gate voltage.
• Abstract（参考訳）: 現実的なナノスケールの輸送装置では、電子-フォノンカップリングはフォノン浴と有限熱容量の電子貯水池の間の熱交換につながる。 このような交換は有限貯水池の温度に影響を与える。 しかし、この有限貯水池温度と有限貯水池との交換に対する感度は熱測定では未解明のままである。 ここでは, このギャップを, 有限貯水池を含む熱力学の枠組みと組み合わせることで埋める。 有限貯水池に結合した量子ドットを用いた実験的に実現可能なセットアップに焦点をあて,量子ドットと有限貯水池の間で交換された量子化の監視と,量子ドットから無限貯水池へ流れる総電流の測定という,2つの異なる電流ベースの戦略を長期にわたって検討する。 第3の戦略は量子ドットの占有を測定することである。 大規模だが有限な貯水池の場合,3つの戦略すべてに対するフィッシャー情報は,一般的な要因を通じて,有限な貯水池の感度に対する寄与を捉えていることを示す。 また, システムと有限貯水池の間で長時間に交換されたモニタリング量子は, 最適精度を実現することを実証した。 最後に,ゲート電圧の調整による各電流ベース戦略において,最大精度をどのように達成できるかを探索する最適化解析を行う。

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