論文の概要: Towards an autonomous optomechanical Maxwell Demon engine

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.18237v1
• Date: Tue, 13 Oct 2026 12:06:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-15 21:06:15.607853
• Title: Towards an autonomous optomechanical Maxwell Demon engine
• Title（参考訳）: 自律型オプティメカルMaxwell Demonエンジンの実現に向けて
• Abstract要約: 我々は、量子ビットに吸収された熱を量子電池の集団反転に変換する機械的マックスウェルデーモンエンジンの完全自律モデルを提案する。 我々は、結合系に対する局所的および大域的リンドブラッドマスター方程式を導出し、エンジンが効率的に動作するパラメータ状態を特定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a fully autonomous model of a mechanical Maxwell demon engine that converts heat absorbed by a qubit into population inversion in an attached quantum battery. A damped mechanical oscillator acts as a pointer that incorporates the essential demon function of information acquisition about the qubit state and subsequent feedback into the system dynamics, replacing external measurements and control operations. This is achieved by means of a Holstein-type Hamiltonian, which makes the pointer's equilibrium position depend on the qubit state and thereby induces a state-dependent resonance shift. The mechanism enables a selective energy transfer to an attached spin system that acts as the quantum battery. We derive both local and global Lindblad master equations for the coupled system and identify the parameter regimes in which the engine operates efficiently. The figure of merit is the resulting steady-state population inversion of the battery, quantified in terms of ergotropy. Based on these results, we discuss the necessary conditions for practical implementations of the demon engine on realistic experimental platforms.
• Abstract（参考訳）: 我々は、量子ビットに吸収された熱を量子電池の集団反転に変換する機械的マックスウェルデーモンエンジンの完全自律モデルを提案する。 減衰メカニカル発振器は、キュービット状態に関する情報取得とその後のフィードバックをシステムダイナミクスに組み込むポインタとして機能し、外部測定と制御操作を置き換える。 これはホルシュタイン型ハミルトニアンによって達成され、ポインターの平衡位置はキュービット状態に依存し、したがって状態依存の共鳴シフトを誘導する。 この機構は、量子電池として機能するアタッチメントスピン系への選択的エネルギー移動を可能にする。 我々は、結合系に対する局所的および大域的リンドブラッドマスター方程式を導出し、エンジンが効率的に動作するパラメータ状態を特定する。 メリットの数字は、エルゴトロピーの観点で定量化された電池の定常状態の個体数逆転の結果である。 これらの結果に基づいて,現実的な実験プラットフォーム上でのデーモンエンジンの実装に必要な条件について考察する。

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