論文の概要: Squeezing-Fueled Quantum Otto Engine via Measurement-Induced Cooling: The Two-Qubit Quantum Rabi Model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.02521v1
- Date: Mon, 03 Aug 2026 17:17:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-04 15:07:25.728589
- Title: Squeezing-Fueled Quantum Otto Engine via Measurement-Induced Cooling: The Two-Qubit Quantum Rabi Model
- Title（参考訳）: 測定誘導冷却によるスクイージング燃料量子オットーエンジン:2量子ラビモデル
- Abstract要約: エンジンは、作動物質として2つのキュービットと1つの非マルコフ熱湯で作動する。
従来の冷熱貯水池の代わりに、キャビティモードの測定プロトコルにより冷却ストロークを実現する。
キャビティモードに印加されるスクイーズ駆動は量子燃料として機能する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We investigate a quantum Otto engine (QOE) constructed from the two-qubit quantum Rabi model, operating within a cavity quantum electrodynamics (QED) architecture. The engine operates with two qubits as the working substance and a single non-Markovian hot thermal bath, modeled via the hierarchical equations of motion (HEOM) formalism. In place of a conventional cold thermal reservoir, the cooling stroke is realized through a projective measurement protocol on the cavity mode, which acts as an ancillary subsystem and effectively mimics a cold bath for the qubit working medium via measurement back-action. A squeezing drive applied to the cavity mode serves as a quantum fuel. We demonstrate that cavity squeezing systematically enhances both the power output and operational efficiency of the engine - the work extracted per unit of heat drawn from the hot bath-driving it above the standard quantum Otto limit. In the limit-cycle regime, the efficiency, while remaining above the Otto bound throughout, asymptotically converges to it from above. This identifies squeezing as a controllable quantum resource for thermodynamic optimization. Our results reveal that the interplay between qubit-cavity coupling, measurement-induced cooling, and non-equilibrium squeezing gives rise to a multi-resource thermodynamic architecture with performance characteristics inaccessible to conventional two-bath quantum Otto engines, thereby providing a concrete route toward experimentally realizable quantum heat engines in cavity QED platforms.
- Abstract（参考訳）: 2量子量子ラビモデルから構築された量子オットーエンジン(QOE)を空洞量子電磁力学(QED)アーキテクチャ内で動作させる。
このエンジンは、作動物質として2つのキュービットと、階層的な運動方程式(HEOM)によってモデル化された1つの非マルコフ熱湯で作動する。
従来の冷熱貯水池の代わりに、空洞モードの射影測定プロトコルにより冷却ストロークが実現され、これは補助サブシステムとして機能し、測定バックアクションによりキュービット加工媒体の冷浴を効果的に模倣する。
キャビティモードに適用されたスクイーズ駆動は量子燃料として機能する。
キャビティのスクイージングは、標準的な量子オットー限界を超える熱浴から引き出された熱単位当たりの作業であるエンジンの出力と運転効率の両方を体系的に向上することを示した。
極限サイクルの体制では、オットー境界の全体にわたって残っていた効率は、漸近的に上から収束する。
これは、スクイーズを熱力学最適化のための制御可能な量子資源として特定する。
この結果から, 従来の2バス量子オットーエンジンにはアクセス不可能な性能を有するマルチリソース熱力学アーキテクチャが実現され, キャビティQEDプラットフォームにおける量子熱機関の具体的実現に向けての具体的な経路が得られた。
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