論文の概要: Zeno-Assisted Quantum Heat Engines

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.18367v1
• Date: Mon, 18 May 2026 13:17:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-19 17:57:49.623934
• Title: Zeno-Assisted Quantum Heat Engines
• Title（参考訳）: ゼノアシスト量子熱機関
• Authors: Selma Memić, Rafael Wagner, Susana F. Huelga, Martin B. Plenio,
• Abstract要約: 量子ゼノダイナミクス(QZD)に基づく潤滑プロトコルを導入する。 理想的なゼノ・リミットでは、このプロトコルは集団を瞬時エネルギーベースで保存するために必要な遷移のないダイナミクスを再現する。 また、スイッチング、駆動、監視、不完全な熱化など、実装に依存したいくつかの熱力学的コストを分析した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4899818550820574
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Finite-time quantum heat engines (QHEs) typically extract less work than their quasistatic counterparts because fast driving generates coherences and non-adiabatic transitions during the work strokes, a phenomenon commonly referred to as quantum friction. Quantum lubrication denotes a broad class of strategies that use auxiliary systems or controls to mitigate this loss. In this work, we introduce a lubrication protocol based on the quantum Zeno dynamics (QZD). By coupling the working medium to an auxiliary lubricant system and frequently monitoring the lubricant, we confine the joint evolution to a Zeno subspace and obtain an effective shortcut to adiabaticity during the work strokes of a QHE running an Otto cycle. In the ideal Zeno limit, the protocol reproduces the transitionless dynamics required to preserve populations in the instantaneous energy basis and recover the Otto efficiency at finite stroke duration. We also analyze several implementation-dependent thermodynamic costs, including switching, driving, monitoring, and imperfect thermalization, in order to assess how these costs constrain the practical gains in efficiency and power. Our results identify QZD as a conceptually distinct route to quantum lubrication and highlight quantum heat engines as a useful setting in which to study the interplay between strong coupling, measurement, and quantum thermodynamic control.
• Abstract（参考訳）: 有限時間量子熱エンジン(英語版)(QHE)は、通常、高速駆動が作業ストローク中にコヒーレンスや非断熱遷移を発生させるため、その準静的なエンジンよりも少ない作業を抽出する(一般に量子摩擦と呼ばれる現象)。 量子潤滑(Quantum lubrication)は、この損失を軽減するために補助システムや制御を使用する幅広い戦略のクラスを指す。 本研究では,量子ゼノダイナミクス(QZD)に基づく潤滑プロトコルを提案する。 作業媒体を補助潤滑剤系に結合し,頻繁に潤滑剤をモニタリングすることにより,ゼノ部分空間への関節の進化を抑え,オットーサイクルを走行するQHEの作業ストローク中の断熱に対する効果的なショートカットを得る。 理想的なゼノ極限では、このプロトコルは集団を瞬時エネルギーベースで保存し、有限ストローク時間でオットー効率を回復するのに必要とされる遷移のないダイナミクスを再現する。 また, スイッチング, 駆動, 監視, 不完全な熱化など, 実装に依存した熱力学的コストを分析し, これらのコストが効率と電力の実用的利益をいかに抑制するかを評価する。 本研究は,QZDを量子潤滑への概念的に異なる経路として認識し,強い結合,測定,および量子熱力学制御の相互作用を研究する上で有用な設定として量子熱エンジンを強調した。

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