論文の概要: Probing non-adiabaticity in a quantum Otto cycle through quantum texture and imaginarity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.02291v1
• Date: Sun, 01 Nov 2026 23:36:43 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-11-03 19:49:31.785907
• Title: Probing non-adiabaticity in a quantum Otto cycle through quantum texture and imaginarity
• Title（参考訳）: 量子テクスチャと想像性による量子オットーサイクルにおける非断熱性の提案
• Abstract要約: 2レベル系の単体駆動時に生じる非断熱的内摩擦を忠実に定量化できることを示す。 この枠組みを有限時間量子オットー冷凍機に適用する。
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• Abstract: Finite-time driving in quantum thermodynamic cycles inevitably generates coherences in the instantaneous energy basis, leading to quantum friction and degrading the operational performance. In this work, we demonstrate that the non-adiabatic inner friction produced during unitary driving of a two-level system can be faithfully quantified by combining two distinct resource-theoretic notions: quantum texture (rugosity) and imaginarity. We show that neither rugosity nor imaginarity alone is sufficient to track the total non-adiabaticity, and we introduce a combined witness, which is strictly non-negative and vanishes if and only if the driving is quasi-static. Applying this framework to a finite-time quantum Otto refrigerator, we establish an exact closed-form relation connecting the coefficient of performance directly to the quantum texture and imaginarity, evaluated at the end of the unitary compression and expansion strokes. Furthermore, we show that local minima of the non-adiabatic witness accurately identify the operating regimes that maximize cooling performance. Our findings provide a geometric and resource-theoretic foundation for inner friction, offering practical diagnostic tools for optimizing finite-time quantum thermal machines.
• Abstract（参考訳）: 量子熱力学サイクルにおける有限時間駆動は、必然的に瞬時にコヒーレンスを発生させ、量子摩擦と運転性能を低下させる。 本研究では, 2段階系の単体駆動時に生じる非断熱的内摩擦が, 量子テクスチャ(好奇性)と想像性という2つの異なる資源理論の概念を組み合わせることによって, 忠実に定量化できることを実証する。 虚偽性や虚偽性だけでは全体の非断定性を追跡するには不十分であることを示し、運転が準静的である場合に限って、厳密な非否定的かつ消滅する、複合的な証人を導入する。 この枠組みを有限時間量子オットー冷凍機に適用することにより、性能係数を量子テクスチャと想像力に直接結びつける正確な閉形式関係を確立し、ユニタリ圧縮および拡張ストロークの最後に評価する。 さらに,非断熱的目撃者の局所的ミニマは,冷却性能を最大化する動作機構を正確に識別することを示した。 本研究は内部摩擦の幾何学的・資源論的基礎を提供し,有限時間量子熱機械を最適化するための実用的な診断ツールを提供する。

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