論文の概要: Finite-Time Thermodynamic Routing in an Anharmonic Collective Quantum Otto Engine

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.08242v1
• Date: Thu, 05 Nov 2026 16:21:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-07 04:55:13.57584
• Title: Finite-Time Thermodynamic Routing in an Anharmonic Collective Quantum Otto Engine
• Title（参考訳）: 無調波集合量子オットーエンジンにおける有限時間熱力学的ルーティング
• Abstract要約: ギブズ状態は、作業媒体がそれにどのように近づいたか、あるいは繰り返し周期で変動がどのように蓄積したかを決定するものではない。 非調和な集合量子オットーエンジンにおけるこの運動自由を利用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Gibbs state determined by a thermal reservoir does not determine how a working medium approaches it or how fluctuations accumulate over repeated cycles. We exploit this kinetic freedom in an anharmonic collective quantum Otto engine. A longitudinal interaction separates neighboring Dicke transition frequencies without changing their collective matrix elements, allowing passive spectral shaping to route finite-time transport among edges with different heat costs while preserving the contact Gibbs states. Exact edge-current identities and repeated-cycle counting statistics link this routing to mean work, hot heat, and intercycle work correlations. At fixed thermal-contact exposure, structured reservoirs can increase both mean work and long-time squared precision; equal-work controls distinguish these gains from uniform relaxation-rate changes. The useful regime is mesoscopic, bounded by spectral resolution and physical contact time. An equal-cooling example and a full-spin local-noise study test the mechanism beyond ideal engine operation, the latter retaining a one-cycle precision gain despite spin-sector mixing. In a six-transmon dressed-spectrum model, passive microwave filters at fixed integrated coupling achieve equal mean work with shorter thermal contacts, corresponding to higher contact-time-normalized output, and with long-time squared precision comparable to that of the fastest sampled flat reference. The transition pathways selected by a passive reservoir thus provide a control variable for finite-time performance and accumulated work fluctuations that is independent of thermal equilibrium.
• Abstract（参考訳）: 熱貯水池によって決定されるギブス状態は、加工媒体がそれにどのように近づいたか、また繰り返し周期で変動がどのように蓄積したかを決定するものではない。 非調和な集合量子オットーエンジンにおけるこの運動自由を利用する。 縦方向の相互作用は、隣接するディック遷移周波数を、それらの集合行列要素を変更することなく分離し、受動スペクトル整形により、接触ギブス状態を維持しながら、異なる熱コストでエッジ間の有限時間輸送を経路することができる。 特定のエッジ電流のアイデンティティと繰り返しサイクルのカウント統計は、このルーティングを平均的な仕事、熱、サイクル間の作業相関にリンクする。 一定の熱接触露光では、構造された貯水池は平均作業量と長時間の2乗精度の両方を増大させることができる。 有用な状態はメソスコピックであり、スペクトル分解能と物理的接触時間によって制限される。 等冷却例とフルスピン局所雑音実験では、スピンセクタ混合にもかかわらず1サイクル精度のゲインを保持する理想的なエンジン動作以上のメカニズムを試験した。 固定結合におけるパッシブマイクロ波フィルタは, 高い接触時間正規化出力に対応する短い熱接触と, 最も高速な試料平らな基準の2乗精度で等しく動作する。 これにより、受動貯水池で選択される遷移経路は、熱平衡に依存しない有限時間性能と累積作業変動の制御変数を与える。

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