Two-stroke Quantum Measurement Heat Engine
我们提出并分析了一个二冲程量子热机的理论模型，其中一个热浴被非选择性量子测量取代。我们表明，发动机的不变的参考状态取决于是否通过诊断测量周期监测或不监测，以确定发动机的工作输出。我们详细探讨了监测和未监测的情况下，建议的热机的平均输出功率和波动。我们还确定了单一的工作冲程，不变状态可以支持coherencies在能量基础上导致不同的预测，平均能量变化在单一的工作冲程和平均工作从标准的两个投影测量方法。
2022-01-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Coherence induced work in quantum heat engines with Larmor precession
通过将热量和功分为传统的对角部分和依赖于Hamiltonian的叠加和时间导数的另一部分，可以观察到量子相干性对非平衡热力学的影响。专门针对拉莫尔进动的精确可解动力学，我们建立了一个量子奥托热机采用磁驱动的原子旋转。当控制协议是时变的时，由种群转移引起的一致性保证了正的功输出。量子热机的含时控制实现了微观热机的经典绝热定理和量子绝热定理之间的对应。
2020-04-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Efficiency at maximum $\dotΩ$ figure of merit of a spin half quantum heat engine in the presence of external magnetic field
本文研究外磁场下以自旋半粒子为工质的有限时间量子热机，发现其在最大$\dotΩ$品质因数下的效率可超过已知界限并接近卡诺效率，表明粒子布居数的集体量子效应能显著提升热机性能。
2023-12-04 cond-mat.stat-mech 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
Topological and Finite Size Effects in a Kitaev Chain Heat Engine
研究了奥托循环中具有有限长Kitaev链的热机。采用Hill纳米热力学方法和温度依赖能级方法，考虑了有限尺寸效应。我们区分了对Kitaev链发动机效率和输出功的体积贡献和边界贡献，并将它们分别识别为非奥托热机和制冷机循环。指出了与整体和整体系统相关联的单独运行奥托发动机循环以及在边界处的奥托制冷机的可能性。发现拓扑相的临界点与整体和整体奥托发动机的效率和输出功的极值点重合。
2019-08-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Many-body quantum heat engines with shortcuts to adiabaticity
量子热机是用量子力学工质的热力学循环来模拟的。由于高发动机效率需要绝热性，一个主要的挑战是在有限的循环时间内产生非零功率输出。使用反绝热（CD）驱动的绝热性的捷径可以作为加速这种无限长的循环的手段。我们介绍了多体自旋量子热机的局部近似CD协议，并表明这种方法大大提高了有限循环时间的效率和功率。该协议不需要系统本征态的先验知识，因此在实验中是现实的。
2020-05-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Adaptive heat engine
许多热机的主要限制在于，它们的运行需要在线控制，和/或环境参数（例如热浴的温度）与发动机的内部参数之间的外部配合。我们研究了一个自适应热机模型，其中-由于反馈的功能部分-发动机的结构适应给定的热浴。因此，不需要在线控制和外部配件。发动机可以使用未知的资源，它也可以适应自己的功能，使浴温度接近的结果。我们确定适应的热力学成本，并将它们与有关环境的先验信息联系起来。我们还讨论了适应所必需的结构-功能相互作用的信息约束。
2016-03-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Large Deviations and Fluctuation Theorem for the Quantum Heat Current
研究了由谐振子和量子比特通过自旋-玻色子耦合相互作用组成的两个槽之间的热流。在无相互作用点近似（NIBA）下，通过计算相应的Feynman-Vernon路径积分，导出了热浴和冷浴间总热流母函数的显式表达式.这个生成函数满足Gallavotti-Cohen波动定理，在执行NIBA之前和之后。我们还验证了热导率与热流的方差成正比，恢复了众所周知的波动耗散关系。最后，我们给出了热流的数值结果。
2020-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Performance of quantum heat engines via adiabatic deformation of potential
提出了一个由两个等容冲程和两个绝热冲程组成的量子奥托发动机模型，其中绝热膨胀或压缩是通过热力学改变势的形状来实现的.在这里，我们表明，这样的绝热变形可能会改变操作模式，并通过增加输出功和效率，提高机器的性能，甚至具有降低工作波动的优点。通过优化控制参数，使热机在最大功率下运行，效率表现出一定的普适性。
2022-02-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Critical-point behavior of a measurement-based quantum heat engine
我们研究了量子热机在一个与量子相变有关的外部参数的临界值下的性能。考虑一个受磁场作用的双离子系统，我们证明了在磁场的临界值以上，系统处于量子奥托循环，而在该临界值以下，系统根本不处于热循环.此外，在临界点处，其与辅助离子的相互作用使系统作为热机的性能劣化。我们进一步表明，一个基于离子的系统的组成离子之间的强相互作用是至关重要的，它在一个热工作循环的工作，而耦合到辅助系统必须最小化。
2018-12-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Interaction enhanced quantum heat engine
研究了一个最小量子奥托热机，其中的工作介质是一个谐振子阱中的相互作用少体系统。这允许我们将交互强度视为工作冲程期间的附加可调参数。我们计算的优点，这台发动机作为一个函数的温度，并清楚地显示在哪些参数制度的相互作用，协助发动机的性能。我们还研究了有限时间动力学和随后的效率和功率之间的权衡，比较相互作用增强的循环与系统保持尺度不变的情况。
2023-02-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Coherence in a Quantum Heat Engine
本研究指出量子相干性是量子麦克斯韦妖辅助的量子热机的宝贵资源，重新定义了量子功与热量，证明妖的相干性消耗可提升热机的功与效率，还提出受量子相干性限制的无经典成本通用信息热机，为理解含相干叠加的热力学过程提供新视角。
2019-12-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimental investigation of a quantum Otto heat engine with shortcuts to adiabaticity implemented using counter-adiabatic driving
本文在NMR量子处理器上实验实现了基于反绝热驱动绝热捷径的量子奥托热机，通过纳入捷径成本的两种效率度量，证明其性能显著优于非绝热热机。
2024-12-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Exotic properties and optimal control of quantum heat engine
研究了一种特定类型的量子热机。该发动机包含一个单一的粒子限制在无限的方势阱与可变宽度，并由三个过程：等能过程（没有经典的类似物），以及等温和绝热过程。结果表明，该发动机具有奇异的性能。当发动机的膨胀比被适当地设定时，效率取最大值，此外，温度越低，最大效率变得越高，这突出了量子效应对热力学的影响的方面。一个评论也提出了这个引擎的卡诺的相关性。
2016-03-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Adaptive Quantum Heat Engines
对于在两个热浴之间工作的热机，功能性通常取决于一组固定的约束，例如给定的发动机内部结构和给定的浴温度。然而，重要的是设计能够自适应地起作用的热机，特别是当发动机是量子系统并且浴受到波动时。在这里，我们研究一个自适应量子热机的热浴可以有可变的温度模型。我们得到了这样的发动机仍能工作的条件。此外，我们提出了一个增强的热机耦合它与一个适当的控制器，改变了发动机的内部结构。有趣的是，我们证明了这种增强型发动机可以始终运行，并且我们还获得了从该发动机中提取最大功率的条件，用于所有温度的热浴。
2021-03-31 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
Nonequilibrium fluctuations in quantum heat engines: Theory, example, and possible solid state experiments
研究了量子热机中的随机能量交换。由于微观可逆性，这些服从波动关系，称为热机波动关系，这意味着卡诺界限：没有机器可以有效率大于卡诺效率。量子热机的随机热力学（包括热和功的联合统计和效率的统计）通过最优双量子位热机来说明，其中每个量子位耦合到热浴，并且双量子位门确定两个量子位之间的能量交换。我们讨论了可能的固态实现库珀对盒和通量量子比特，量子门操作，和快速量热片上测量的单个随机事件。
2014-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimental demonstration of quantum effects in the operation of microscopic heat engines
热机是从热源中提取有用功的机器，是经典热力学的基本理论结构和基本应用之一。热机的经典描述不包括其微观自由度的相干性。相比之下，量子热机的内部状态可能具有相干性。虽然卡诺效率不能被超越，并且相干性在某些条件下可能会降低性能，但最近预测，即使仅使用热资源，内部相干性也可以使量子热机能够产生比使用相同资源的任何经典热机更多的功率。因此，这种功率提升构成了量子热力学特征。它也已被证明，相干的存在下的结果在热力学等效的不同的量子热机类型，没有经典的对应效果。最近已经用捕获的离子实现了微观热机，并且已经提出了使用超导电路和光学机械的热机的建议。然而，当使用标准热浴操作时，迄今为止实现的机器在其热力学量中没有表现出任何固有的量子特征。在这里，我们实现了两种类型的量子热机通过使用金刚石中的氮空位中心的系综，并实验证明了相干功率提升和不同的热机类型的等效性。这是第一次在热机中观察到量子热力学特征。
2018-01-05 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph quant-ph
Quantum heat engine with continuum working medium
介绍了一种新的量子热机，其工作介质是一个具有离散能级和连续能级的量子系统。计算和讨论了该发动机的净功。结果表明，这种量子热机在高温和低温极限下都具有与二能级量子热机相似的性能，但在不同的温度下工作。这种量子热机的效率也提出和讨论。
2006-07-18 quant-ph
Fractional Quantum Heat Engine
在这项工作中，我们介绍了分数量子热机的概念。以空间分数量子Szilard热机为例，说明了空间分数量子热机比传统量子热机具有更高的效率.
2021-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effect of finite-size heat source's heat capacity on the efficiency of heat engine
用于输出有用功的热机具有重要的实际意义，它一般在无限大的恒温热浴之间运行。本文研究了在两个具有初始温差的有限热源之间运行的热机的效率。由于热源的热容量有限，这种热机的总输出功是有限的。研究了准静态极限下不同热源热容特性对热机最大做功效率的影响。此外，我们还研究了有限时间内发动机的效率，发现效率遵循$η=η_{\mathrm{C}}/4+O\left(η_{\mathrm{C}}^{2}\right)$的简单普适性。值得注意的是，当热源的热容为负时，如黑洞，我们表明，热机效率在操作过程中可以超过卡诺效率所确定的热源的初始温度。进一步论证了初始温差为零的两个黑洞之间的热机可以由能量涨落驱动。证明了相应的EMW为$μ=\left(2-\sqrt{2}\right)/2\approx0.29$，它是S. W.霍金
2019-10-30 cond-mat.stat-mech gr-qc physics.class-ph
Revealing the strokes of autonomous quantum heat engines with work and heat fluctuations
我们分析了一个自治热电发动机组成的两个超导量子耦合到单独的热浴和连接的约瑟夫森结。功和热是过程量，不是发动机量子系统的可观测量，但它们的速率可以由相应系统可观测量的稳态期望值导出，它们的涨落由GKLS主方程和量子回归定理确定的关联函数给出.关联函数还揭示了隐藏在稳定状态下的能量的周期性动态转移--发动机的冲程。
2020-01-21 quant-ph
Quantum Thermodynamic Cycles and quantum heat engines
为了描述量子热机，本文系统地研究了量子热力学循环的等温和等容过程。在此基础上，明确地定义了卡诺热机和奥托热机的量子形式。我们还研究了量子卡诺和奥托热机的性质，并与经典热机进行了比较。考虑到这两种量子热机各自的量子热力学过程，研究了它们之间的关系和映射。此外，我们还讨论了麦克斯韦妖在量子热力学循环中的作用。我们发现，即使存在这样一个恶魔，当恶魔被正确地包括作为热机的工作物质的一部分时，也没有违反第二定律。
2007-04-03 quant-ph
Thermodynamics of the mesoscopic thermoelectric heat engine beyond the linear-response regime
介观热电热机作为一种能够高效利用传统热机无法利用的废热的装置而备受期待。然而，该发动机中热流的推导似乎要么不通用，要么描述得过于简单，甚至在某些情况下是不合适的。在本文中，我们给出了一个明确的推导出的热流的发动机与适当的假设超出了线性响应制度。它解决了在线性响应区域中热流定义的混乱。在验证了我们可以构造与循环热机相同的形式之后，我们发现了Landauer-Büttiker形式中的两个有趣的结果：介观热电热机的效率达到卡诺效率当且仅当传输概率在特定能量处是有限的，否则为零;传输概率的么正性保证了热力学第二定律，从而使Benenti等人的理论失效。的论点，在线性响应制度，人们可以获得有限的权力与卡诺效率下的时间反演对称性破缺。这些结果说明了量子力学如何约束热力学。
2015-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Coherence enhanced quantum-dot heat engine
我们表明，量子相干性可以提高性能的连续量子热机在Lindblad描述。研究了由简并双量子点耦合到两个热浴中构成的粒子交换量子热机的稳态解，其中由于弛豫通道之间的干涉可能导致量子相干性.我们发现，当量子点和两个池之间的耦合构型的对称性被破坏时，非线性响应区域的相干性可以提高发动机的功率。在对称的情况下，相干性不能保持在稳态，除了最大干涉简并的情况下，初始条件依赖的多个稳态出现与暗态。
2021-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum jump approach to microscopic heat engines
现代技术很快就可以通过计算工作系统发射和吸收的光子来研究量子热机的运行周期。使用量子跳跃方法的开放系统动力学，我们表明，这样的实验将提供一组可观测值，确定在有限时间发动机循环的功率和效率之间的权衡。通过分析热产生和熵产生等热力学通量的单跳统计量，得到了一族关于微观热机功率的一般界。我们的新边界统一了两个早期的结果，并承认一个透明的物理解释单光子测量。此外，这些界限证实，驱动诱导的相干性导致耗散的增加，抑制了慢驱动的量子引擎在弱耦合制度的效率。基于超导量子比特的纳米级热机是一个实验相关的例子，也是我们理论发展的指导范式。
2020-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Holographic Heat Engines as Quantum Heat Engines
反德西特时空中爱因斯坦方程的某些解可以通过扩展的引力热力学来设计，以产生“全息热机”，即把热量转化为有用的机械功的装置。另一方面，也有一些结构（实验和理论），其中一系列操作是在一个小的量子系统上进行的，定义了所谓的“量子热机”。我们提出，某些全息热机可以被认为是量子热机的模型，并讨论了这种连接的可能成果。受量子热机将量子系统与经典热力学循环进行类比的特点的启发，首次提出并研究了一些黑洞奥托循环和狄塞尔循环.在重叠的预期制度，我们的奥托效率公式的形式所表现出的量子和经典的热机。
2019-05-22 gr-qc hep-th quant-ph
On the Computational Power of Molecular Heat Engines
热机是一种利用热储器和冷储器之间的温差做功的机器。在这里，两个水库是量子系统和一个热机描述的幺正变换，减少了平均能量的二分系统。在分子尺度上，实现这样一个单一的热机的能力与执行逻辑运算和经典计算的能力密切相关。通过几个例子说明了这一点：（1）最基本的热机是作用于具有不同能隙的1热1冷两能级系统的SWAP门。(2)一对三能级系统上的最优酉热机可以直接实现或门和非门，以及复制操作。因此，在从热和冷系综中取出的每对3-能级系统上实现该热机的能力允许通用经典计算。(3)最佳热机工作在一个热态和一个冷态的不同频率的振荡器模式，能够近似计算多项式和根。(4)一个最优热机作用于不同层间距的1热n冷两层系统甚至可以解决NP完全问题KNAPSACK。虽然已经知道相互作用多粒子系统的基态的确定是NP-难的，但最佳热机是一个热力学问题，即使对于n个非相互作用自旋系统也是NP-难的。这一结果表明，分子热机的效率可能有复杂性理论的限制。
2005-02-02 quant-ph
Initial demonstration of a quantum heat engine based on dissipation-engineered superconducting circuits
Aalto University（阿尔托大学）；VTT Technical Research Centre of Finland（芬兰技术研究中心）
利用超导电路和量子电路冰箱作为可调热库，通过量子奥托循环实现量子热机，测量到正输出功率和效率。
2026-06-29 quant-ph
The second law, Maxwell's daemon and work derivable from quantum heat engines
利用一类由双能量本征态系统组成的量子热机，在循环的不同阶段分别经历量子绝热过程和与热浴的能量交换，我们能够阐明热力学第二定律的一些重要方面。量子热机也提供了一种实用的方法，作为西拉德发动机的替代品，在物理上实现麦克斯韦的守护进程。在平均遵守第二定律的同时，它们也能够从热浴中提取比热平衡中可能的更多的功。
2005-08-22 quant-ph
Autonomous quantum heat engine
Aalto University（阿尔托大学）；VTT Technical Research Centre of Finland（芬兰技术研究中心）；Indian Institute of Technology, Mandi（印度理工学院曼迪分校）；Arctic Instruments（北极仪器公司）
本文通过超导电路实现自主量子热机，验证了理论预测，展示了热机内部动态产生相干微波功率的现象。
2026-03-16 quant-ph
Single ion heat engine with maximum efficiency at maximum power
提出了一种单离子纳米热机的实验方案。奥托循环可以通过将离子限制在具有锥形几何形状的线性保罗阱中并将其耦合到工程化的激光储存器来实现。最大功率下的量子效率在不同的制度解析确定。此外，蒙特卡罗模拟的发动机进行，证明其可行性和它的能力，在现实条件下的最大效率为30%。
2012-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Heat Engines, the Second Law and Maxwell's Daemon
介绍了一类量子热机，它由最简单的量子力学系统--双能量本征态系统组成，在循环的不同阶段分别经历量子绝热过程和与热浴的能量交换.有了这类热机和在量子水平上对热传递和功的一些解释，我们就能够澄清热力学第二定律的一些重要方面。特别是，热源比散热器热是不够的，但在通过发动机提取任何功之前，在较热的热源和较冷的散热器之间必须有最小的温差。这个最小温差的大小取决于所涉及的量子引擎的能隙。我们的新量子热机也提供了一种实用的方法，作为Szilard发动机的替代品，在物理上实现麦克斯韦的守护进程。受拉比振荡的启发和激励，我们进一步引入了一些修改的量子热机与单模腔，以，同时尊重第二定律，提取更多的工作，从热浴比否则可能在热平衡。上述结果也可推广到无限多个能级的量子热机，包括一维简谐振子和一维无限方阱。
2005-08-22 quant-ph
Quantum Lubrication: Suppression of Friction in a First Principle Four Stroke Heat Engine
一个类似于奥托循环的热机的量子模型被用来探索抑制摩擦损失的策略。这些损失是由于发动机的工作介质在膨胀和压缩阶段不能精确地跟随哈密尔顿算子的变化而引起的。通过增加发动机的外部噪声，可以抑制摩擦损失。
2005-09-19 quant-ph
An endoreversible quantum heat engine driven by atomic collisions
量子热机受到与其离散能谱相关的量子涨落的影响。这样的波动对量子引擎在微观领域的可靠运行提出了质疑。我们在超冷的铷浴中实现了铯杂质大准自旋态的内可逆量子奥托循环。内可逆机器是内部可逆的，不可逆损失仅通过热接触发生。我们采用量子控制的机器和浴，以抑制内部耗散和调节方向的热传递，发生通过非弹性自旋交换碰撞。此外，我们还使用单个原子的全计数统计来监测单量子水平上发动机和浴槽之间的热交换，并评估功率输出的平均值和方差。我们优化了量子引擎的性能以及稳定性，实现了高效率，大功率输出和小功率输出波动。
2020-09-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermodynamic Geometry of Microscopic Heat Engines
我们开发了一个几何框架来描述由缓慢的周期性温度变化和机械控制参数的调制驱动的微观热机的热力学。涵盖经典和量子制度，我们的方法揭示了一个普遍的效率和功率之间的权衡关系，仅从几何参数，并持有任何物理一致的微观动力学。专注于Lindblad动力学，我们得出的第二个界限表明，作为一个真正的量子效应的一致性不可避免地降低了性能的缓慢发动机循环，无论驱动振幅。为了证明我们的结果的实际适用性，我们制定了一个单量子位的热机，这是在当前的固态技术的范围内的例子。
2019-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Improving the Efficiency of an Ideal Heat Engine: The Quantum Afterburner
通过串联使用激光器和微波激射器，可以在热机运行中涉及的热废气中获得激光作用。这种“量子加力燃烧室”涉及工作气体原子或分子的内部量子态以及腔量子电动力学技术，因此属于量子热力学领域。作为一个例子，它表明，奥托循环发动机的性能可以提高超过“理想”的奥托热机。
2001-05-25 quant-ph
The smallest possible heat engines
我们构建了最小的可能的自包含的热机;一个只由两个量子位组成，另一个只由一个量子位组成。发动机是独立的，因为它们不需要外部的工作和/或控制源。它们能够产生用于连续举起重物的工作。尽管发动机的尺寸很小，但它仍然能够以卡诺效率运行。
2010-10-28 quant-ph
Quantum heat engine operating between thermal and spin reservoirs
朗道擦除原理是热力学和信息论的基石。根据这一原理，擦除信息引起最小的能量成本。最近，Vaccaro和Barnett [Proc. R. Soc { \bf 467}，1770（2011）]探索了在多个守恒量的背景下的信息擦除，并且示出了擦除成本可以仅根据自旋角动量。由于朗道的擦除原理在热机中起着重要作用，他们的结果大大拓宽了热机可能具有的构型。基于此，我们提出了一种新型的光学热机，它工作在一个单一的热库和一个自旋角动量库耦合到一个三能级系统与能量简并基态。所提出的热机在不产生废热的情况下运行，并且超越了传统的卡诺发动机，在传统的卡诺发动机中，工作流体在不同温度下经受两个热浴。
2018-04-03 quant-ph
Electromagnetically Induced Transparency and Quantum Heat Engines
我们描述了如何电磁感应透明可能被用来构建一个非传统的近理想的量子热机的第二定律的约束。发动机由可能比排气库更热或更冷的热库以及单色激光器泵送。作为输出，它在吸收跃迁的线中心产生明亮的窄发射。
2016-11-03 quant-ph
The Quantum Otto Heat Engine with a relativistically moving thermal bath
研究了量子热机执行奥托热力学循环的量子热力学循环。我们使用相对于冷浴具有相对论速度的移动热浴的热性质。作为工作介质，我们使用一个两能级系统和一个谐振子，与一个移动的热浴和一个静态的冷浴相互作用。在目前的工作中，量子热机的研究在高温和低温制度。利用量子热力学和开放量子系统理论，得到了系统的总做功、效率和最大功率时的效率。奥托量子热机的最大效率仅取决于最小能隙和最大能隙的比值。相反，最大功率和提取的功的效率随着速度而降低，因为热浴的运动对于量子热机具有能量成本。此外，最大功率下的效率取决于工作介质的性质。
2021-04-14 quant-ph
Autonomous quantum heat engine using an electron shuttle
提出了一种基于单电子梭热驱动振荡的自治量子热机。该装置的电子自由度充当内部动态控制器，其切换发动机与热浴器的相互作用。我们表明，除了通过热浴的能量通量，能量通量归因于控制器，它会影响发动机功率。
2018-09-12 quant-ph
When is a quantum heat engine quantum?
量子热力学研究热机中的量子效应。但是，当一个热机与外部储存器周期性地相互作用，从而不可避免地破坏其量子相干性时，它什么时候才是真正的量子？在这里，我们使用Leggett-Garg不等式来评估一个单一的两级奥托引擎的非经典特性。我们提供了完整的相图，其参数的函数的引擎的量子特性，并确定三个不同的阶段。我们进一步推导出一个明确的表达的转变温度。
2015-08-17 quant-ph
Quantum unital Otto heat engines: using Kirkwood-Dirac quasi-probability for the engine's coherence to stay alive
Mohammed V University（穆罕默德五世大学）
本文研究量子幺正奥托热机，通过计算去相位和未去相位引擎的累积量，分析参数对平均功、可靠性和效率的影响，并证明非绝热跃迁并非总对热力学量有害。
2026-05-24 quant-ph
Comment on "Nanoscale Heat Engine Beyond the Carnot Limit"
有一个一致的热力学形式主义与规范定义的局部温度，允许扩展的卡诺约束也非平衡浴，像那些在信中讨论
2014-01-30 quant-ph
Proposal for Composite Quantum Electromagnetically Induced Transparency Heat Engine Coupled by a Nanomechanical Mirror
本文提出一种由超冷原子气体与纳米机械镜耦合的量子热机模型，通过镜面振动产生光机械边带影响输出，并设计了三种配置，发现振动会降低三能级热机亮度但复合热机略有增强，且偏离理想热机特性。
2024-07-21 quant-ph
Harnessing energy extracted from heat engines to charge quantum batteries
Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈里什·昌德拉研究所，霍米·巴巴国立学院成员单位）
研究了使用三冲程和二冲程热机驱动量子电池充电，分析了不同热机类型在能量转换效率和充电效果上的差异，发现顺序型热机在最优情况下效率最高。
2023-09-27 quant-ph
Bound on efficiency of heat engine from uncertainty relation viewpoint
现有的热机中的量子循环可以用各种量子系统作为工作物质来模拟。例如，一个热机可以用无限势阱作为工作物质来建模，以确定效率和所做的功。然而，在这种方法中，量子可观测量和物理可测量参数之间的关系，即，从量子力学方法不能很好地理解效率和所做的功。为了更好地理解，需要将热力学变量（效率和所做的功取决于此）与不确定原理联系起来进行详细分析。本文给出了量子热机模型中位置算符和动量算符的和不确定关系与热力学变量的关系。我们能够确定的上限和下限的效率的热机通过不确定性关系。
2021-04-14 quant-ph
Relativistic quantum heat engine from uncertainty relation standpoint
在量子体系中建立的热机可以用各种量子系统作为工作物质来建模。例如，在非相对论的情况下，我们可以使用无限势阱作为工作物质来模拟热机，以评估发动机的效率和所做的功。在这里，我们提出了量子热机与相对论粒子被限制在一维势阱作为工作物质。该循环由两个等温过程和两个等宽势阱过程组成，形成了经典自然界中已知等容过程的量子对应物。为了具体解释量子可观测量与物理可测量参数（如效率和做功）之间的关系，我们建立了热力学变量与不确定性关系之间的联系。我们用这个模型从测不准关系的观点探讨了相对论情形下热机的做功和效率，其中不相容的观测量是位置和动量算符。利用热测不准关系，我们可以确定热机效率的上、下界。
2020-06-08 quant-ph
Two-level quantum Otto heat engine operating with unit efficiency far from the quasi-static regime under a squeezed reservoir
量子热机的最新理论和实验研究表明，在准静态状态下，只要使用工程化的储层，就有可能具有比卡诺限制更高的效率。然而，准静态状态是对热机操作的强烈限制，因为完成一个循环需要无限长的时间。在本文中，我们提出了一个两能级模型作为工作物质，执行量子奥托热机周围的冷热库和压缩热热库。利用这个模型，我们展示了一个惊人的成就，即即使在非零功率下也能达到单位效率。
2020-07-28 quant-ph
Heat Bath Algorithmic Cooled Quantum Otto Engines
我们建议替代量子奥托发动机，使用热浴算法冷却与伙伴配对算法，而不是等容冷却。将处于一个熵阱中的液态核磁共振系统视为工作流体。然后，详细分析了四冲程和二冲程量子奥托发动机的可提取功和热效率。在这些循环中，热浴算法冷却的作用是使用单个熵阱而不是两个。此外，这种冷却算法增加了发动机的功率，减少了一个循环所需的时间。
2019-01-04 quant-ph
Engineering a heat engine purely driven by quantum coherence
量子相干性对量子热机的性能是有利还是有害的问题已经被彻底研究，但仍然没有决定。为了隔离相干性的贡献，我们分析了一个纯粹的相干性驱动的量子热机，一个设备，不包括任何热流在热力学循环的性能。该引擎由多量子位系统的相干性提供动力，其中每个量子位通过使用Jaynes-Cummings模型与相干浴相互作用而充电。我们证明，最佳的相干充电，因此可提取的工作时，实现的相干浴有一个中间程度的一致性。在我们的模型中，当使用四个带电量子比特的副本时，可提取的功最大化。同时，引擎的效率，由每个输入相干流的可提取的工作，通过避免被存储在系统浴相关性，是不可访问的工作，被优化。我们数值计算发现，最高的效率是获得较低的温度和较弱的系统浴耦合比最佳的相干充电。
2023-01-31 quant-ph
Concepts of work in autonomous quantum heat engines
量子热力学的基本问题之一是能量变化分解为热和功。与经典发动机相反，活塞的熵变在量子域中不可忽略。因此，不同的工作概念出现，这取决于所需的任务和使用引擎生成的工作的代理的隐含能力。每一个功的量词-从各态历经到非平衡自由能-都有明确的操作解释。我们分析这些工作量词的热泵三能级脉泽，并得出相应的发动机效率。在强脉泽强度的经典极限的发动机效率收敛于Scovil-Schulz-DuBois脉泽效率，无论工作量词。
2019-10-10 quant-ph
Proposal for an autonomous quantum heat engine
本文提出一种超导电路以实现自主量子热机，并通过准经典非马尔可夫模型表明热流可产生可实验观测的相干微波功率，为基于 Otto 循环的实验实现奠定基础。
2025-09-24 quant-ph
