論文の概要: Finite-Bandwidth Protection of a Three-Level Quantum Heat Engine Against Parasitic Heat Leaks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.40038v1
• Date: Wed, 30 Sep 2026 16:09:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-01 18:57:28.027928
• Title: Finite-Bandwidth Protection of a Three-Level Quantum Heat Engine Against Parasitic Heat Leaks
• Title（参考訳）: パラサイトヒートリークに対する3レベル量子ヒートエンジンの有限バンド幅保護
• Abstract要約: 熱環境が寒冷遷移に相反する連続3段熱機関について検討した。 対応する3状態速度ネットワークを正確に解き、寄生遷移が熱間熱力学的短絡を発生させることを示す。 ローレンツ反応は変形した寄生虫転移を抑制するが、過剰な縮小は有用なエネルギースループットを制限する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Finite-bandwidth reservoir engineering can suppress unwanted transitions in a quantum thermal machine, but a physical filter also introduces a finite response time. We study this competition in a continuous three-level heat engine whose hot environment couples parasitically to the cold transition. The corresponding three-state rate network is solved exactly, showing that the parasitic transition produces a hot-to-cold thermodynamic short circuit and yielding a closed threshold for the loss of positive-power operation. We then retain a damped auxiliary mode explicitly as a physical spectral filter. Its Lorentzian response suppresses the detuned parasitic transition, whereas excessive narrowing limits the useful energy throughput. Independent local-GKSL and nonsecular Bloch--Redfield calculations both recover the no-leak Markovian engine in the weak-coupling limit and predict a finite maximum-power bandwidth, although its precise location is model dependent. A frequency-resolved Lorentzian-rate reduction, by contrast, has no interior optimum. The resulting design principle is that spectral selectivity can protect the useful thermodynamic cycle, but a real filter cannot be narrowed without a dynamical throughput cost.
• Abstract（参考訳）: 有限帯域貯水池工学は、量子熱機械における不要な遷移を抑制することができるが、物理フィルタは有限応答時間も導入する。 本研究では, 熱環境が寒冷遷移に相反する連続3段熱機関を用いて, この競争について検討する。 対応する3状態速度ネットワークを正確に解き、寄生遷移が熱間熱力学的短絡を発生し、正電力演算の損失に対する閉しきい値が得られることを示す。 次に、減衰補助モードを物理的スペクトルフィルタとして明示的に保持する。 ローレンツ反応は変形した寄生虫転移を抑制するが、過剰な縮小は有用なエネルギースループットを制限する。 独立局所GKSLと非逐次ブロッホ-レッドフィールド計算はどちらも弱い結合限界における無リークマルコフエンジンを復元し、その正確な位置はモデルに依存するが、有限の最大電力帯域幅を予測する。 一方、周波数分解されたローレンツレートの減少は、内部最適値を持たない。 結果として得られる設計原理は、スペクトル選択性は有用な熱力学サイクルを保護できるが、実際のフィルタは動的スループットコストなしでは絞り込めないということである。

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