論文の概要: Overcoming the Quasi-Static Bottleneck: A Finite-Time Quantum Otto Information Engine Achieving Near-Unity Efficiency
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.22821v1
- Date: Sat, 19 Sep 2026 06:43:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-22 20:29:00.566044
- Title: Overcoming the Quasi-Static Bottleneck: A Finite-Time Quantum Otto Information Engine Achieving Near-Unity Efficiency
- Title（参考訳）: 準静的ボトルネックを克服する - 準ユニティ効率を実現する有限時間量子オットー情報エンジン
- Abstract要約: 有限時間量子オットー情報エンジン(OIE)をマクスウェルのデーモンとギブス貯水池のペアで駆動する。
我々は,悪魔の計測とフィードバック制御が量子コヒーレンスを保ち,コヒーレントな働きを抽出できることを実証した。
OIEは、高速運転体制における正の作業抽出とともに、ほぼ完全な効率を達成することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.134516403101875
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Generally, quantum heat engines driven by Gibbs reservoirs achieve their maximum work and efficiency only in quasi-static processes, a constraint that hampers practical applications due to the resulting vanishing power output. To address this fundamental limitation, we propose a finite-time quantum Otto information engine (OIE) driven by a Maxwell's demon paired with a single Gibbs reservoir. We demonstrate that the demon's measurement and feedback control can preserve quantum coherence to extract coherent work, while harnessing quantum internal friction as a work source. Consequently, the OIE can produce work by only modulating the eigenstates of the Hamiltonian, and surpass the quasi-static limits of its conventional counterpart in the work output and the efficiency, which accounts for the energetic cost of the demon. Notably, the OIE can achieve near-perfect efficiency alongside positive work extraction in the rapid-driving regime.
- Abstract（参考訳）: 一般に、ギブス貯水池によって駆動される量子熱エンジンは、その最大作業量と効率性は準定常的なプロセスでのみ達成される。
この基本的な制限に対処するため、マクスウェルのデーモンとギブス貯水池のペアで駆動される有限時間量子オットー情報エンジン(OIE)を提案する。
我々は、悪魔の計測とフィードバック制御が、量子コヒーレンスを保ち、コヒーレントな働きを抽出し、量子内部摩擦をワークソースとして活用できることを実証した。
したがって、OIEは、ハミルトニアンの固有状態のみを調節し、作業出力とデーモンのエネルギ的コストを考慮に入れた効率性において、従来の状態の準静的限界を超えることで、作業を生成することができる。
特に、OIEは、高速運転体制における正の作業抽出とともに、ほぼ完璧な効率を達成することができる。
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