論文の概要: Work Statistics of Autonomous Quantum Energy Pumps
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.00638v1
- Date: Sat, 01 Aug 2026 12:51:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-04 15:07:24.844275
- Title: Work Statistics of Autonomous Quantum Energy Pumps
- Title(参考訳): 自律型量子エネルギーポンプの作業統計
- Abstract要約: 我々は、量子エネルギーポンプの作業統計学の終端分解理論を開発する。
エネルギーを明示的な量子終端として供給し受信するシステムをモデル化することにより、各終端と交換されたエネルギーは、ハミルトン変化から直接定義される。
周期的なポンプの場合、Floquet固有状態における有限サイクルの作業統計を導出し、そのゆらぎをFloquet量子幾何に関連付け、長時間の終端電流が相互に互換性を持つことを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.004709593999296
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We develop a terminal-resolved theory of work statistics for autonomous quantum energy pumps. By modeling the systems that supply and receive energy as explicit quantum terminals, the energy exchanged with each terminal is defined directly from its Hamiltonian change. When the terminals are modeled by ideal clocks, these full-space observables admit exact representations on the pump Hilbert space and recover the conventional phase-derivative currents of periodically and quasiperiodically driven systems. The framework resolves transported work from energy accumulated in the pump. It also incorporates arbitrary initial pump--terminal correlations and identifies when correlations can enhance directional energy transfer under uncertain driving phases. For periodic pumps, we derive finite-cycle work statistics in Floquet eigenstates, relate their fluctuations to Floquet quantum geometry, and show that the long-time terminal currents become mutually compatible. An exactly solvable two-terminal qubit exhibits noise matching, in which transport becomes sharp through cancellation of common-mode terminal fluctuations even though the individual terminal energies remain noisy. Finally, for physical terminals beyond the ideal-clock limit, we introduce a positive work-variance gap that quantifies the fluctuations missed by a pump-only description. A coherent-cavity benchmark shows systematic convergence toward the ideal-clock regime with increasing occupation while demonstrating that agreement of the mean current alone does not guarantee accurate work statistics.
- Abstract(参考訳): 我々は,自律型量子エネルギーポンプの作業統計学の終端分解理論を開発した。
エネルギーを明示的な量子終端として供給し受信するシステムをモデル化することにより、各終端と交換されたエネルギーは、ハミルトン変化から直接定義される。
端末が理想的な時計によってモデル化されるとき、これらのフルスペース観測器は、ポンプヒルベルト空間上の正確な表現を認め、周期的および準周期的に駆動されたシステムの従来の位相微分電流を回復する。
この枠組みはポンプに蓄積されたエネルギーから輸送された作業を解決する。
また、任意の初期ポンプ-終端相関を組み込んで、不確実な駆動相下での方向エネルギー移動をいつ促進できるかを識別する。
周期的なポンプの場合、Floquet固有状態における有限サイクルの作業統計を導出し、そのゆらぎをFloquet量子幾何に関連付け、長時間の終端電流が相互に互換性を持つことを示す。
正確に解ける2つの終端量子ビットはノイズマッチングを示し、個々の終端エネルギーがノイズのままであっても、共通モード終端変動のキャンセルによって輸送が鋭くなる。
最後に、理想時計限界を超える物理端末に対して、ポンプのみの記述で欠落する変動を定量化する正の作業分散ギャップを導入する。
コヒーレント・キャビティ・ベンチマークは、平均電流のみの一致が正確な作業統計を保証していないことを証明しながら、占領の増加に伴う理想時計体制への体系的な収束を示す。
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