論文の概要: Engineering a Quantum Thermal Diode with Floquet Driving
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.25678v1
- Date: Tue, 28 Jul 2026 12:55:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-29 20:50:42.842324
- Title: Engineering a Quantum Thermal Diode with Floquet Driving
- Title（参考訳）: フロケット駆動型量子熱ダイオードの工学
- Abstract要約: 小さな量子系における熱流の制御は、量子熱力学とナノスケール輸送の中心的な目標である。
重要な課題は、伝熱電流を抑えることなく、強い熱補正を達成することである。
我々は、2つの長手変調Ising結合量子ビットによって形成される最小量子熱ダイオードにフロケ制御機構を確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Controlling heat flow in small quantum systems is a central goal of quantum thermodynamics and nanoscale transport. A key challenge is to achieve strong thermal rectification without suppressing the transmitted heat current, a tradeoff that often arises in static diode configurations. We establish a Floquet-control mechanism in a minimal quantum thermal diode formed by two longitudinally modulated Ising-coupled qubits, each coupled to an independent thermal reservoir. From a microscopic system--bath model, we derive a Floquet--LGKS master equation that resolves the drive-assisted transition channels. The resonant undriven device with left--right symmetric bath couplings serves as the reciprocal benchmark, while static detuning provides a rectifying reference with reduced heat current. Single-side driving breaks this reciprocal structure by creating a Floquet-dressed contact opposite a purely thermal contact. For this configuration, we obtain a compact steady-state current formula and an exact blocking condition for suppressing one bias direction while retaining finite transport in the opposite direction. In the weak sinusoidal-drive regime, rectification begins quadratically in the modulation amplitude. Dual-side driving adds a Floquet pumping contribution to the interaction-mediated current, so complete blocking requires cancellation of both contributions. These results establish contact-selective Floquet dressing as a design principle for controllable heat-flow asymmetry in minimal quantum thermal devices.
- Abstract（参考訳）: 小さな量子系における熱流の制御は、量子熱力学とナノスケール輸送の中心的な目標である。
鍵となる課題は、静的なダイオード構成でしばしば発生するトレードオフである伝熱電流を抑えることなく、強い熱補正を実現することである。
我々は、2つの長手変調Ising結合量子ビットで形成された最小量子熱ダイオードにフロケ制御機構を構築し、それぞれ独立な熱貯水池に結合する。
顕微鏡システム-バスモデルから、ドライブアシスト遷移チャネルを解くFloquet--LGKSマスター方程式を導出する。
左右対称なバスカップリングを有する共振非駆動装置は、逆ベンチマークとして機能し、静的デチューニングは、熱電流を低減した整流基準を提供する。
シングルサイド駆動はこの相互構造を壊し、純粋な熱接触と対向してフロッケ状の接触を生成する。
この構成では、コンパクトな定常電流公式と、一方のバイアス方向を抑えながら反対方向に有限の輸送を保ちながら、正確な閉塞条件を得る。
弱い正弦波駆動系では、補正は変調振幅において2次的に始まる。
デュアルサイド駆動は、相互作用を介する電流にFloquetポンプのコントリビューションを追加するため、完全なブロッキングは両方のコントリビューションをキャンセルする必要がある。
これらの結果は、最小限の量子熱デバイスにおける制御可能な熱流非対称性の設計原理として、接触選択型フロケドレッシングを確立した。
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