論文の概要: Non-Canonical Quantum Otto Engine

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.37194v1
• Date: Tue, 29 Sep 2026 10:14:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-30 21:28:47.41239
• Title: Non-Canonical Quantum Otto Engine
• Title（参考訳）: 非カノニカル量子オットーエンジン
• Abstract要約: 量子熱エンジンの効率と電力はトレードオフを示し、高い電力と高い効率の同時達成を防ぐ。 ここでは、有限時間量子オットーサイクルの効率とパワーの統計に対する非正準効果について検討する。 我々の結果は、効率的で安定した量子エネルギーデバイスの実現の基礎となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8675895588443425
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The fast-developing quantum technology is propelling thermal machine, which lies at the heart of thermodynamics, into a new golden era. Being stochastic because of the non-negligible thermal and quantum fluctuations, the efficiency and power of a finite-time quantum heat engine exhibit a trade-off, preventing the simultaneous achievement of high power and high efficiency. Conventional studies treat the statistics of a heat engine by assuming canonical thermalization, which is valid only under weak-coupling conditions. We here investigate the noncanonical effect on the statistics of the efficiency and power for a finite-time quantum Otto cycle. It is revealed that their average values and variances are highly controllable by engineering the energy spectrum structure of the composite system consisting of the working substance and the bath. Near the quantum critical point induced by the formation of a bound state in the energy spectrum, the average efficiency and power can be boosted simultaneously, meanwhile, both of their variances are decreased. Deepening our understanding of the usefulness of quantum reservoir engineering in thermodynamics, our result lays the foundation for the realization of efficient and stable quantum energy devices.
• Abstract（参考訳）: 急速に発展する量子技術は、熱力学の心臓にある熱機械を、新たな黄金時代へと推し進めています。 非無視的な熱と量子ゆらぎのため確率的であるため、有限時間量子熱エンジンの効率とパワーはトレードオフを示し、高出力と高効率の同時達成を防ぐ。 従来の研究では、弱いカップリング条件下でのみ有効である正準熱化を仮定することで、熱エンジンの統計を扱う。 ここでは、有限時間量子オットーサイクルの効率とパワーの統計に対する非正準効果について検討する。 その結果, 作業物質と浴槽からなる複合系のエネルギースペクトル構造を工学的に評価することにより, 平均値と分散度を高く制御できることが判明した。 エネルギースペクトルにおける有界状態の形成によって引き起こされる量子臨界点の近くでは、平均効率と電力を同時に押し上げることができるが、両者の分散は減少する。 熱力学における量子貯水池工学の有用性の理解を深めた結果、効率よく安定した量子エネルギーデバイスの実現の基礎を築いた。

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