論文の概要: Experimental Demonstration of a Measurement-Feedback Quantum Information Engine

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.28702v1
• Date: Thu, 30 Jul 2026 13:47:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-03 14:29:40.409843
• Title: Experimental Demonstration of a Measurement-Feedback Quantum Information Engine
• Title（参考訳）: 計測フィードバック量子情報エンジンの実証実験
• Abstract要約: 本稿では,革新的な計測フィードバック量子情報エンジンモデルを構築し,実証する。 エンジンは安定な運転状態に収束し,エネルギー収支が完全に整ったことを実験的に示す。 この実験は、有限時間不可逆性を性能向上資源に変換する情報-作業量子エンジンへのルートを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.920544873298025
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Harnessing quantum inner friction in a finite-time stroke of quantum engine to extract work remains an open experimental challenge. Here we address this issue by experimentally establishing and demonstrating an innovative measurement-feedback quantum information engine model in the trapped 40Ca+ ion system, where the projective measurement replaces the hot reservoir as a nonthermal energy source and feedback-control conditionally steers the system through either unitary compression-expansion strokes or thermalization. We experimentally show that the engine, starting from arbitrary initial states, converges to a stable operating regime with a fully resolved energetic balance, and by controlling the measurement angle and stroke duration, the measurement-induced coherence and quantum inner friction can act as tunable resources to enhance the efficiency of engine beyond the Otto limit. The experimental results further demonstrate that the quantum inner friction can be utilized to break the traditional efficiency-power trade-off relation to synchronously achieve the high efficiency and large power. Our experiment establishes a route toward information-to-work quantum engines that convert finite-time irreversibility into performance-enhancing resources.
• Abstract（参考訳）: 量子エンジンの有限時間ストロークにおける量子内摩擦のハーネス化による作業の抽出は、まだ実験的な課題である。 ここでは, 捕捉された40Ca+イオン系において, 熱水貯留層を非熱的エネルギー源として代替し, 単位圧縮膨張ストロークまたは熱処理により, フィードバック制御により制御する, 革新的な測定フィードバック量子情報エンジンモデルを実験的に確立し, 実証することによって, この問題に対処する。 実験により、任意の初期状態からエンジンが安定な運転状態に収束し、その測定角度とストローク持続時間を制御することにより、測定誘起コヒーレンスと量子内摩擦が調整可能な資源として機能し、オットー限界を超えてエンジンの効率を高めることができることを示した。 さらに実験結果から, 量子内摩擦を利用して従来の効率-電力トレードオフ関係を破り, 高効率・大電力を同期的に達成できることが示唆された。 我々の実験は、有限時間不可逆性を性能向上資源に変換する情報-作業量子エンジンへの道筋を確立する。

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