論文の概要: Ergotropy of nonequilibrium steady states beyond the full secular approximation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.24561v1
- Date: Sat, 17 Oct 2026 08:34:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-22 17:42:49.267576
- Title: Ergotropy of nonequilibrium steady states beyond the full secular approximation
- Title（参考訳）: 非平衡定常状態のエルゴトロピーは完全な世俗近似を超えた
- Abstract要約: 独立系熱貯留層に結合した2つの交換結合量子ビットの非平衡定常状態(NESS)のエルゴトロピーについて検討した。
同じ周波数の2つの量子ビットのNESSエルゴトロピーは完全にコヒーレントであり、平衡付近の温度バイアスと二次的に成長する。
我々は、その活性化の正確な分析基準を導出し、活性化には、より高周波数の量子ビットに熱水貯留体を結合する必要があることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.670133342644986
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Understanding the generation and activation of ergotropy, the maximum work extractable by cyclic unitary operations, is central to quantum battery research. Positive-temperature thermal states are passive, whereas nonequilibrium environments can sustain nonpassive steady states with nonzero ergotropy. However, the full secular approximation commonly used in Lindblad descriptions can suppress steady-state coherence and obscure its contribution to ergotropy. Using a Bloch-Redfield master equation beyond the full secular approximation, we investigate the ergotropy of the nonequilibrium steady state (NESS) of two exchange-coupled qubits connected to independent thermal reservoirs. The NESS ergotropy of two qubits with the same frequency is entirely coherent and grows quadratically with temperature bias near equilibrium. In contrast, detuned qubits can exhibit incoherent ergotropy. We derive an exact analytical criterion for its activation and show that activation requires the hotter reservoir to be coupled to the qubit with the higher bare frequency. Comparing NESSs obtained with and without full secularization reveals quantitative and qualitative differences in ergotropy that reflect changes in both its coherent and incoherent contributions. The results clarify the mechanisms of NESS ergotropy activation and demonstrate the importance of retaining steady-state coherence beyond the full secular approximation when characterizing stationary work resources.
- Abstract（参考訳）: 循環的ユニタリ演算によって抽出できる最大仕事であるエルゴトロピーの生成と活性化を理解することは、量子電池研究の中心である。
正温度の熱状態は受動的であるが、非平衡環境は非零エルゴトロピーを持つ非パッシブ定常状態を維持することができる。
しかし、リンドブラッドの記述でよく使われる世俗近似は定常的コヒーレンスを抑え、エルゴトロピーへの寄与を曖昧にすることができる。
非平衡定常状態(NESS)のエルゴトロピーについて,Bloch-Redfieldマスター方程式を用いて検討した。
同じ周波数の2つの量子ビットのNESSエルゴトロピーは完全にコヒーレントであり、平衡付近の温度バイアスと二次的に成長する。
対照的に、変形した量子ビットは非コヒーレントなエルゴトロピーを示すことができる。
我々は、その活性化の正確な分析基準を導出し、活性化には、より高周波数の量子ビットに熱水貯留体を結合する必要があることを示す。
完全な世俗化と非世俗化を比較すると、エルゴトロピーの量的および質的差異は、その一貫性と不整合性の両方の変化を反映している。
以上の結果から,NESSエルゴトロピー活性化のメカニズムを明らかにするとともに,定常作業資源を特徴づける上で,定常的コヒーレンスを維持することの重要性を明らかにした。
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