論文の概要: Ergotropy and Work Extraction in Quantum Heat Engines via Quantum Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.20969v1
• Date: Wed, 20 May 2026 09:54:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.611444
• Title: Ergotropy and Work Extraction in Quantum Heat Engines via Quantum Channels
• Title（参考訳）: 量子チャネルによる量子熱機関のエルゴトロピーと作業抽出
• Authors: Indrajith VS, Disha Verma,
• Abstract要約: オープン量子熱機械における熱吸収・散逸・作業抽出のモデル化に量子チャネルをどのように利用できるかを検討する。 マルチレベル量子システムは,2レベルシステムと比較して作業抽出能力が向上し,デコヒーレンスに対するロバスト性が向上したことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: This paper explores quantum heat engines based on qubit and qutrit working media interacting with thermal environments through generalized amplitude damping (GAD) channels. We investigate how quantum channels can be employed to model heat absorption, dissipation, and work extraction in open quantum thermal machines, and derive the conditions required for positive work extraction. The effects of quantum correlations, emission probability, population redistribution, and system--environment interactions on the thermodynamic performance of the engine are systematically analyzed across different operational regimes. In addition, we examine the ergotropy of qubit and qutrit systems under dissipative dynamics to understand how environmental effects influence the maximum extractable work. Our results demonstrate that multilevel quantum systems exhibit enhanced work extraction capability and improved robustness against decoherence compared to two-level systems, providing further insight into the role of dissipative dynamics and quantum resources in realistic quantum thermodynamic devices.
• Abstract（参考訳）: 本稿では、一般振幅減衰(GAD)チャネルを介して、熱環境と相互作用する量子ビットおよび量子媒体に基づく量子熱エンジンについて検討する。 本研究では, オープン量子熱機械における熱吸収, 消散, 作業抽出のモデル化に量子チャネルをどのように利用できるかを検討し, 正の作業抽出に必要な条件を導出する。 エンジンの熱力学性能に対する, 量子相関, 排出確率, 人口再分配, システム環境相互作用の影響を系統的に解析した。 さらに,Qubit系とqutrit系のエルゴトロピーを散逸動力学で検討し,環境影響が最大抽出作業にどのような影響を及ぼすかを明らかにする。 以上の結果から,マルチレベル量子システムは2レベルシステムと比較して,作業抽出能力の向上とデコヒーレンスに対する堅牢性の向上を図り,現実的な量子力学デバイスにおける散逸ダイナミクスと量子資源の役割についてさらなる知見を得ることができた。

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