A spin heat engine coupled to a harmonic-oscillator flywheel
我们实现了一个热机使用一个单一的电子自旋作为工作介质。自旋属于捕获的$^{40}$ Ca $^+$离子的价电子，并且通过经由光泵浦控制自旋极化来模拟热库。引擎通过自旋相关的光学力耦合到离子的谐振子自由度。振荡器储存由热机产生的功，因此起飞轮的作用。我们的特点的状态，通过重建的Husimi $\mathcal{Q}$功能的振荡器后，不同的发动机运行时间的飞轮。这使我们能够推断出从振荡器基态开始的整个操作开始过程中的沉积能量和相应的波动。为了了解飞轮的能量，我们确定其各向异性，即可以进一步提取的最大工作量it.Our结果演示了如何微观热机的内在波动从根本上限制性能。
2019-06-04 quant-ph
Probing strongly driven and strongly coupled superconducting qubit-resonator system
本研究实验和理论研究了强驱动强耦合的超导磁通量子比特-谐振器系统，观察到因强耦合扭曲能级而偏离标准单量子比特干涉的量子干涉效应。
2025-08-05 quant-ph
Dissipative quantum bifurcation machine: Quantum heating of coupled nonlinear oscillators
最近提出了一种无耗散非线性振子驱动网络，用于求解通过其分岔点的量子绝热演化的组合优化问题。在这里，我们研究的行为的量子分岔机的存在耗散。我们的数值研究表明，耗散量子分岔机的输出概率分布是玻尔兹曼型的，其中玻尔兹曼分布中的能量对应于优化问题的成本函数。我们解释玻尔兹曼分布的量子加热的概念，在一个单一的振荡器的情况下，多个耦合振荡器。目前的结果还表明，这种驱动耗散非线性振荡器网络可以应用于玻尔兹曼采样，这是使用，例如，人工智能领域的玻尔兹曼机器学习。
2017-07-11 quant-ph
Quantum heat engine with a quadratically coupled optomechanical system
提出了一种基于二次耦合光机系统的量子热机。该系统的光学组件被周期性地驱动与非相干热驱动，这在机械组件中引起周期性振荡。在二次光-机相互作用下，力学模从初始热态演化到热压缩稳态，并通过计算Wigner函数得到了验证.该系统的动力学被确定为一个有效的四冲程奥托循环。我们通过评估耗散功率、负载下的最大功率和最大可提取功来研究发动机的性能。结果表明，采用二次光学机械的发动机比采用线性光学机械的发动机具有更大的功率。这种效应可以用力学模的量子态中存在压缩来解释。
2019-10-09 quant-ph
Stochastic thermodynamics of a finite quantum system coupled to two heat baths
我们考虑一种情况，其中$N$级系统（NLS）连续耦合到两个具有不同温度的热浴，而不一定被热化并接近稳态。对于这种情况，我们应用一个一般的Jarzinski型方程，并得出结论，热和熵是从热浴流到冷浴。熵的增加和热的传递除以适当的温度之间的克劳修斯关系假定为两个不等式的形式。我们的方法说明了一个分析的例子。对于线性区域，i.~例如，对于两个热浴之间的小温差，我们推导出热传导系数的表达式。
2021-08-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Stochastic thermodynamics of a finite quantum system coupled to a heat bath
我们考虑的情况下，一个$N$能级系统（NLS）耦合到一个热浴不一定热化。对于这种情况下，我们推导出一般Jarzinski型方程，并得出结论，热和熵是从热浴流到冷NLS，反之亦然，从热NLS到冷浴。熵的增加和热传递除以适当的温度之间的克劳修斯关系假定为两个不等式的形式，这两个不等式在文献中已经被考虑过。我们的方法说明了一个分析的例子。
2021-04-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Coupled qubits as a quantum heat switch
我们提出了一种基于耦合超导量子位的量子热开关，连接到两个$LC$谐振器，由电阻提供两个热浴终止。为了描述该系统，我们使用标准的二阶主方程相对于耦合到浴。我们发现，该系统可以作为一个有效的热开关所施加的磁通量控制。通量影响系统的能级分离，并且在某些条件下，量子位的有限耦合在现实条件下将两个浴之间的传输功率提高了一个数量级。同时，由耦合的量子位形成的开关的最大功率处的带宽变窄。
2017-03-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Negative differential thermal conductance and heat amplification in a nonequilibrium triangle-coupled spin-boson system at strong coupling
研究了三端三角耦合自旋玻色子系统的非平衡量子热传递。通过包括非平衡无相互作用的blip近似方法结合全计数统计，我们解析地获得了稳态的人口和热流。在强量子位-浴耦合下，可以清楚地观察到负的微分热导和巨大的热放大因子。%，并且在中等偶联状态下热放大被显著抑制。此外，门控量子位和门控热浴之间的强相互作用被解释为是强制性的，以表现出这些远离平衡的特征。
2017-11-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficiency of heat engines coupled to nonequilibrium reservoirs
我们考虑量子热机之间的非平衡稳态水库。我们评估他们的最大效率从积极的熵产生，并表明它可以表示在一个有效的温度，取决于水库的性质。我们进一步计算了不同类型工程水库在最大功率下的效率，并推导出第二定律克劳修斯陈述的非平衡推广。
2014-01-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum heat engine based on a spin-orbit and Zeeman-coupled Bose-Einstein condensate
我们探讨了自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体的热力学循环的潜力。为此，我们提出了一个量子热机的基础上与自旋轨道和塞曼耦合作为工作介质的凝聚体。通过冷凝物与外部磁化介质和去磁介质的接触来模拟冷却和加热。我们研究了凝聚体的基态能量及其对合成的自旋轨道和塞曼耦合的强度和原子间相互作用的依赖性。然后，我们研究所提出的发动机的效率。该循环存在一个与发动机最大效率相关的自旋轨道耦合临界值。
2022-06-10 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum thermodynamic functions for an oscillator coupled to a heat bath
小型系统（在纳米物理学、量子信息等领域感兴趣）特别容易受到环境影响。因此，我们确定各种热力学函数的振荡器在任意温度下的任意热浴。最常见的讨论热浴模型：欧姆，单弛豫时间和黑体辐射的明确结果。
2007-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Heating Rates in Periodically Driven Strongly Interacting Quantum Many-Body Systems
我们研究了热力学极限下强相互作用量子晶格系统的加热速率。使用一个数字连接的集群扩展，我们计算的能量作为一个函数的驱动时间，并找到一个强大的指数制度。加热率被证明是在良好的协议与费米的黄金法则。我们讨论加热速率之间的关系，并在本征态热化假设，光滑的功能，其特征在于非对角矩阵元素的驱动运营商在本征基的静态哈密顿量。我们表明，这样的功能，在不可积和（显着）可积的哈密顿，可以通过研究加热速率作为驱动频率的函数实验探测。
2019-12-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Realization of a coupled-mode heat engine with cavity-mediated nanoresonators
本文报道了一个在双膜中间腔光机系统中的耦合模热机的实验演示。利用腔介导的强耦合纳米谐振器的简正模作为工作介质，通过在两个声子热库之间提取功来实现奥托循环。热机性能的特点是在正常模式和裸模式图片，这表明，在热力学循环中的两个膜的相关性起着重要的作用。此外，直双纳米机械发动机是通过工程的正常模式和操作两个气缸异相。我们的研究结果表明，在腔光机系统中的第一次基本类的热机，并提供了一个新的平台，研究热机的相互作用的子系统在小尺度的可控性和可扩展性。
2021-10-25 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Equilibrium states of a test particle coupled to finite size heat baths
我们报告的数值模拟耦合到竞争玻尔兹曼热浴有限大小的测试粒子的动力学。在讨论了单浴的情况下的一些功能，我们表明，存在两个热浴进一步限制测试粒子热化与热浴的必要条件。我们发现，热化是一种光谱性质，其中频率在测试粒子特征频率范围内的浴的振荡器决定其热化程度。我们还发现了一个意想不到的频率偏移的测试粒子的响应相对于两个热浴的光谱。最后，我们讨论了我们的研究结果的影响，通过冷阻尼冷却技术的高频纳米机械谐振器的研究，并为工程水库能够减轻对机械系统的反作用。
2010-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Otto cycle efficiency on coupled qudits
研究了自旋为3/2的耦合粒子在恒定磁场中作为热机量子奥托循环的工作物质的性质。结果表明，该系统作为一个转换器的热能在工作（i）显示效率为1，在负的绝对温度的热浴，（ii）在相反的符号的温度的效率接近1，（iii）在正温度的热浴反铁磁相互作用提高效率的三倍，与非耦合粒子相比。
2015-09-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Friction due to inhomogeneous driving of coupled spins in a quantum heat engine
我们考虑两个自旋为1/2的粒子，它们之间具有各向同性的海森堡相互作用，作为量子热机的工作物质。我们观察到的热循环，这是由于在一个有限的外部磁场率的非均匀驱动的绝热分支上的摩擦效应。摩擦效应的特征在于系统中的熵产生和所提取的功的减少。对应于一个突然的和一个非常缓慢的驾驶，我们发现表达式的下限和上限的工作，可以提取的绝热分支。这些界限也证实了相应的刘维尔-冯诺依曼方程的数值模拟。
2013-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Transport and energetic properties of a ring of interacting spins coupled to heat baths
研究了在不同温度下耦合到热浴中的相互作用自旋环中的热输运和自旋输运性质。我们表明，相互作用，通过诱导避免交叉，可以是一种手段来调整总热流之间流动的环和浴，以及它流过系统的方式。特别是，我们认识到三个制度，其中热流顺时针，逆时针和平行流动。浴槽之间的温度偏差还在环内诱导自旋电流，其方向和幅度可以通过相互作用来调节。最后，我们展示了如何遍历的非平衡稳态可以显着增加附近的避免交叉。
2019-03-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Influence of the coupled-dipoles on photosynthetic performance in a photosynthetic quantum heat engine
本文构建双电荷分离路径的光合量子热机模型，揭示耦合偶极子虽使量子干涉失活，却能显著增强光合性能，为人工能量转换策略提供启发。
2024-12-28 physics.chem-ph quant-ph
Two Coupled Double Quantum Dots Systems as an working substance for Heat Machines
本文提出了一种利用一对耦合双量子点（DQD）作为工作物质的量子热机的概念设计，每个DQD都有一个多余的电子相互作用。我们定义了一个压缩比之间的比例库仑耦合，描述了电子之间的相互作用，在等容过程中的量子奥托循环，然后我们分析了我们的热机器的操作的不同制度的出现。我们还展示了如何实现一个经典的不可想象的奥托引擎，当考虑到由于与每个单独的DQD之间的单个电子的量子隧穿相关的参数的影响。
2021-05-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
The dynamics of a qubit coupled strongly with a quantum oscillator
在强耦合区重新研究了量子比特与量子振子耦合的动力学。在通常的简并微扰的基础上增加了非简并微扰，得到了新的结果。
2012-09-03 physics.atom-ph quant-ph
Quantum thermodynamic properties of a cold atom coupled to a heat bath in non-Abelian gauge potentials
在这项工作中，我们研究了不同的量子热力学函数（QTF）的冷原子受到人工非阿贝尔均匀磁场和线性耦合到量子热浴通过通常的坐标-坐标耦合或通过动量变量。浴缸被建模为一个独立的量子谐振子的集合。在每一个耦合方案中，非阿贝尔磁场对不同的QTF的影响被明确地证明为U（2）规范变换。在每种情况下，我们表明，自由能有一个不同的表达式比阿贝尔的情况下。我们考虑两个说明性的热浴光谱（欧姆浴和Drude模型），以评估明确的封闭形式的自由能（F），比热（C），和熵（S）的表达式在低温限制上述耦合方案。指出了即使规范势在空间是均匀的，不同的QTF对非阿贝尔磁场的依赖性。
2017-08-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement of quantum oscillators coupled to different heat baths
研究了两个耦合振子在不同温度$T_1$和$T_2$下与量子标量场热浴相互作用的非平衡动力学。我们特别关注它们的量子态的纠缠或不可分性。两个相应的振荡器，$T_{1c}$和$T_{2c}$的临界温度，高于纠缠消失，可以确定。发现当两个阻尼参数相差很大时，如$γ_1 \ll γ_2$，临界温度$T_{1c}$相对于频率$Ω_+$（两个简正模频率中较高的频率）可以很大，$T_{1c} \gg Ω_+$，而$T_{2c} \propto Ω_+$有热纠缠的可能.讨论了在热浴中阻尼参数$γ_{1;2,T}$随温度变化时两振子的纠缠。
2021-03-25 hep-th quant-ph
Dynamics of heat transfer between nano systems
我们发展了两个纳米系统之间的热传递的动力学理论。特别是，我们认为两个纳米粒子之间的共振传热由于具有有限的光谱宽度的局部表面模式的耦合。我们通过两个耦合的量子力学振荡器来模拟耦合的纳米系统，每个振荡器与自己的热浴相互作用，并获得热传递动力学的主方程。主方程中的阻尼率与纳米颗粒中局域等离子体激元的寿命有关。我们研究的动力学走向稳定状态，并建立连接的标准理论的热传递在稳定状态。对于强耦合的纳米粒子，我们预测拉比振荡在每个纳米粒子的表面等离子体的平均占有数。
2012-10-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear signal enhancement of strongly-coupled molecules in pump-probe experiments
Princeton University（普林斯顿大学）
研究探讨了强耦合分子在泵-探针实验中信号增强机制，发现非共振方案在保持高灵敏度的同时更少受光学伪影影响。
2026-04-06 physics.chem-ph quant-ph
Optimal rectification by strongly coupled spins
本文研究了一对强耦合自旋中的热输运。特别是，我们提出了一个最佳整流条件，即，在一个方向上的热量流动和在相反方向上的完全隔离。我们表明，强耦合的形式主义是必要的正确描述热流在很宽的参数范围内，包括中度到低耦合。我们提出了一种情况下，强耦合形式主义预测最佳整流，而唯象的方法预测没有热流在任何方向上，对于相同的参数值。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum efficiency bound for continuous heat engines coupled to non-canonical reservoirs
本文导出了连续量子热机从压缩热库吸热的效率界。我们的方法依赖于非平衡输运的全计数统计描述，它不限于不可逆热力学的框架。我们的结果是一个推广的卡诺效率界，在小压缩和高温极限之外是有效的。我们的研究结果体现在一个原型三端量子光电引擎中，其中一个量子比特将从压缩热库吸收的热量转换为电能。我们证明，在量子制度的效率可以大大放大压缩。从波动关系，我们进一步得到其他操作措施的线性响应，例如，通用的最大功率效率界。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Statistics of heat transport across capacitively coupled double quantum dot circuit
研究了电容耦合双量子点系统中的热流和热涨落的全统计。本论文的工作是基于最近对量子点电路中热流的理论研究和实验工作。正如直观地预期的那样，在（静态）平均场近似下，系统在稳态下会分解成两个具有重整化点能量的单点平衡系统，导致平均热通量和波动为零。这表明，量子点上的电子之间诱导的动态相关性是唯一负责两个水库之间的热传输。为了研究热流波动，我们使用两种方法计算储层之间交换的热的稳态累积量母函数：Lindblad量子主方程方法适用于任意的库仑相互作用强度，但对弱的系统-储层耦合强度是有效的，以及Schwinger-Keldysh相干态路径积分的鞍点近似，这对于任意系统-储层耦合强度但弱库仑相互作用强度都是有效的。利用所得到的母函数，我们验证了随机热流的稳态涨落定理，并研究了平均热流及其涨落。我们发现，热流及其波动的库仑相互作用强度（$U$）和系统-储层耦合强度（$Γ$）的非单调变化和抑制大值的$U$和$Γ$。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Phase transitions from Heating to non-heating in SU(1, 1) quantum dynamics: applications to Bose-Einstein condensates and periodically driven coupled oscillators
本研究针对具有SU(1,1)结构的非平衡量子系统，通过莫比乌斯变换映射其动力学轨迹，揭示加热与非加热相变，在玻色-爱因斯坦凝聚体和周期驱动耦合振荡器中验证了相特征，并发现加热区纠缠熵增长率的不连续性。
2024-12-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
