Squeezing-Fueled Quantum Otto Engine via Measurement-Induced Cooling: The Two-Qubit Quantum Rabi Model
Indian Institute of Technology-Ropar（印度技术学院罗帕尔分校）
该研究以双量子比特量子拉比模型构建量子奥托引擎，用腔模式投影测量实现冷却冲程，以腔压缩为量子燃料，提升了引擎功率与效率，为实验可实现的量子热引擎提供了新途径。
2026-08-04 quant-ph
Role of System-Bath Interaction in Non-Markovian Quantum Brownian Otto Cycles
Konkuk University（建国大学）
通过解析求解海森堡-朗之万方程，研究非马尔可夫强耦合对量子奥托循环的影响，发现等容过程中相互作用能的变化对功和热有贡献，且会降低发动机的功输出。
2026-10-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Impact of spatial curvature on quantum Otto engines
本文以圆周上的量子谐振子为工作物质构建量子奥托循环，通过计算曲率相关的功、热量与效率，证明调节冷热浴位置的曲率差可使效率达到卡诺极限。
2024-12-05 quant-ph
Temperature- and interaction-tweaked efficiency boost of finite-time robust quantum Otto engines
本文研究有限时间量子奥托引擎的效率提升，发现调节工质初始温度和引入辅助量子比特相互作用可提高效率，并证明这些优势在系统-热浴耦合存在玻璃态无序时仍能保持。
2023-09-20 quant-ph
Dynamically Emergent Quantum Thermodynamics: Non-Markovian Otto Cycle
本研究采用动态涌现量子热力学方法，基于Fano-Anderson模型与精确量子主方程分析非马尔可夫量子奥托循环，发现非马尔可夫浴可提升循环功输出与效率，且提升源于谱密度峰值频率区间内的重整化频率效应。
2023-08-18 quant-ph
A quantum Otto engine with finite heat baths: energy, correlations, and degradation
我们研究了在两个有限大小的热浴之间运行奥托循环的受驱动谐振子。通过广泛使用高斯量子力学的工具，我们直接模拟发动机的动力学作为一个整体，而不需要做任何近似。这使我们不仅可以从工作介质的角度来理解发动机的非平衡热力学，而且还可以从热浴的角度来理解。对于足够大的浴室，我们的发动机能够运行许多理想的循环，提供有限的功率，同时运行非常接近最大效率。此后，穿过浴，由相互作用产生的扰动突然恶化发动机的性能。我们还研究了系统中产生的相关性，并将工作介质浴和浴浴相关性的建立与发动机性能在许多循环过程中的退化相关联。
2018-04-17 cond-mat.stat-mech 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
Ancilla measurement-based Quantum Otto engine using double-pair spin architecture
本文提出单热浴双量子比特对量子 Otto 发动机，用辅助自旋对的投影测量替代冷浴，并借助量子关联提升功率、突破标准效率极限。
2025-06-06 quant-ph
Which Otto Engine Is the Fastest?
University of Gdańsk（格但斯克大学）
本文研究四种效率相同的量子奥托发动机，发现其功率可分解为共同特征功与特定特征时间，最大速度受热库热化时间和限制，两类实现分别呈二次与线性缩放，明确了决定发动机速度的动力学特征。
2026-09-18 quant-ph
Finite-time performance of a single-ion quantum Otto engine
研究了基于单个囚禁离子的量子热机在有限时间内的性能。始终开启的热环境就像是热浴，而离子的运动自由度则起到了有效冷浴的作用。热等容冲程通过离子与其热环境的相互作用来实现，而离子的内部状态的投影测量作为冷等容冲程的等效物来执行。膨胀和压缩冲程通过适当改变施加的磁场来实现。我们详细研究了如何有限的持续时间的每个冲程影响发动机的性能。我们表明，部分热化实际上可以提高效率的发动机，由于剩余的相干性，而更快的膨胀和压缩冲程增加内摩擦，从而降低效率。
2021-06-12 quant-ph
Switching the function of the quantum Otto cycle in non-Markovian dynamics: heat engine, heater and heat pump
该研究将量子奥托循环的热交换过程建模为非马尔可夫动力学，揭示相互作用能的关键作用，证明可通过调控与热库的相互作用时间切换循环功能，并提出量子比特冷却的潜在应用。
2022-11-17 quant-ph
Collective performance of a finite-time quantum Otto cycle
研究了以集体自旋系统为工作流体的量子奥托循环中的有限时间效应。从一个简单的单量子比特系统开始，我们分析了有限时间热化情况下到极限环的转变。如果系统由大量独立的量子比特与热浴相干相互作用组成，则观察到超辐射平衡。我们表明，这种现象可以提高发动机的功率。量子比特在工作流体中的相互作用由Lipkin-Meshkov-Glick哈密顿量建模。我们证明，在这种情况下，量子相变的基态和激发态可能有很强的负面影响的机器的性能。然而，通过分析功输出，我们可以区分有和没有相变的操作制度。
2019-09-24 quant-ph
Nonadiabatic coupled-qubit Otto cycle with bidirectional operation and efficiency gains
我们研究了一个量子奥托循环，它使用一个2量子比特的工作物质，其哈密顿量在酉冲程期间的不同时间不会与自身交换。我们调查如何周期响应量子绝热性的损失时，这些中风操作与有限的持续时间。我们发现，定性的功能，如反向旋转循环操作的可能性，作为热机，或循环效率，可以增加浴之间的温差的降低，甚至是弹性的高度非绝热冲程。然而，循环效率迅速下降，虽然它仍然可以保持在标准奥托值以上的小程度的量子nonadiabaticity。
2022-04-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
Maximum Power of Coupled-Qubit Otto Engines
本文提出四种耦合量子比特量子奥托机方案，研究热浴连接位置对功率的影响，发现耦合可提升最大功率但会降低最大功率时的效率。
2023-05-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entropy-based analysis of single-qubit Otto and Carnot heat engines
Facultad de Ingeniería, Universidad de la República（共和国大学工程学院）
该研究基于熵基理论分析了单量子比特Otto和Carnot热机的效率，揭示了相干工作与熵生成对热机性能的影响。
2026-01-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Unravelling the non-Markovian spin-boson model and quantum quasi-Otto cycle
本文利用自旋-玻色模型研究原子-腔非马尔可夫动力学，构造精确Lindblad型主方程，并提出准奥托循环，证明其在适当条件下效率可超越标准奥托循环，且多次重复后效率渐近趋近奥托热机。
2025-05-07 quant-ph
Otto refrigerator based on a superconducting qubit: classical and quantum performance
我们分析了一种基于超导量子位耦合到两个LC谐振器的量子奥托冰箱，每个LC谐振器包括一个电阻器作为水库。我们发现各种操作制度：近绝热（低驱动频率），理想的奥托循环（中频），和非绝热相干制度（高频）。在近绝热制度，冷却功率是二次的频率，我们发现大大增强的性能系数$ε$，相比，一个理想的奥托循环。与纯经典动力学相比，量子相干效应总是导致冷却功率和$ε$的降低。在非绝热制度，我们观察到强相干振荡的冷却功率作为频率的函数。我们研究了各种驱动波形：与标准正弦驱动相比，具有优化上升和停留时间的截断梯形驱动产生更高的冷却功率和效率。
2017-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangled quantum Unruh Otto engine is more efficient
我们提出了一种相对论量子奥托循环，它是在两个量子比特的纠缠态和它们的复合激发态（或基态）之间进行的，其效率可以大于通常的单量子比特量子奥托引擎。通过向这些量子位提供均匀的加速度以及背景场与各个量子位之间的相互作用来构造热库和冷库。从一个量子比特的框架测量的效率不仅取决于状态的能隙，还取决于它们之间的相对加速度。由于我们的观察者的量子比特的加速度比另一个更低，因此该循环比单量子比特量子奥托引擎更有效。此外，正在提供一个完整的协议，以建立这样一个周期。
2021-07-09 gr-qc hep-th quant-ph
Powering quantum Otto engines only with q-deformation of the working substance
该研究提出仅通过改变工作物质的 q-形变量子统计特性来驱动量子 Otto 循环并提取功，揭示了一种无经典对应的做功机制。
2023-08-21 quant-ph
Performance bounds of non-adiabatic quantum harmonic Otto engine and refrigerator under a squeezed thermal reservoir
我们分析了量子奥托循环的性能，采用含时谐振子作为工作流体经历突然膨胀和压缩冲程在绝热阶段，耦合到压缩水库。首先，我们表明，我们的发动机可以达到的最大效率只有1/2，这与早期的研究声称单位效率下挤压水库的影响。然后，我们得到解析表达式的上限上的效率以及奥托循环的性能系数。所得到的边界是独立的参数的系统，并仅取决于水库参数。此外，对于热挤压热池，我们得到了满足上界的最大功效率的解析表达式。此外，在存在挤压的冷水库，我们指定的奥托制冷机，否则禁止在标准情况下的操作制度。
2020-06-29 quant-ph
The invariant-based shortcut to adiabaticity for qubit heat engine operates under quantum Otto cycle
在本文中，我们研究的作用和相关性的成本为基础的快捷方式绝热使量子位热机运行在量子奥托循环。我们考虑一个量子位热机与朗道-齐纳哈密顿和改善其性能使用刘易斯-Riesenfeld不变量为基础的捷径绝热方法。针对成本对提高性能的重要性，本文探讨了成本与热机的功和效率的关系。我们分析了热机循环中非绝热幺正过程的成本随时间的变化。还讨论了获得量子位热机的准静态性能所需的成本。我们发现，由于非绝热性的发动机的效率损失可以恢复使用快捷的方法，它甚至有可能在有限的时间内，以较高的成本获得准静态性能。
2022-03-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
An exactly solvable relativistic quantum Otto engine
本文基于 Unruh-DeWitt 探测器模型构建了精确可解的相对论量子奥托热机，研究了工作介质以恒定相对论速度穿过热浴时运动对提取功的影响，发现冷浴中存在真正的增强效应，且速度与提取功间存在非单调依赖关系，为桌面实验中利用相对论效应增强热力学过程提供了可能。
2024-03-25 gr-qc quant-ph
Constructing an entangled Unruh Otto engine and its efficiency
均匀加速帧模拟温度与适当加速度成比例的热浴。利用这种现象，我们给出了一个系统的两个能量本征态之间的奥托循环的详细结构，由两个纠缠量子比特。在等容阶段，通过背景场的真空波动，通过加速它们来提供热浴，以进行相互作用。我们发现，当一个量子比特在右Rindler楔中加速，另一个在左Rindler楔中运动时，即在反平行运动中，初始复合态是非最大纠缠态时，奥托循环的形成是可能的。然而，比通常的单量子比特量子奥托引擎更高的效率是不可能的。我们提供的可用参数，使奥托循环可能的值。另一方面，如果考虑非最大纠缠态的平行运动，则不可能出现奥托循环。此外，对于初始的对称和反对称Bell态，我们没有发现量子比特平行和反平行运动循环的可能性。
2022-04-18 gr-qc hep-th quant-ph
Quantum Otto cycle with inner friction: finite-time and disorder effects
内摩擦的概念，量子热机是无法遵循它的冲程，从而耗散有用的能量，是在一个精确的物理模型中示出的工作物质由一个合奏的失调自旋相互作用的磁场和执行奥托循环。这种有限时间周期下的静态无序效应，为在现实环境下的内摩擦概念提供了一个新的视角。我们调查的效率和功率的发动机，并将其性能的摩擦量从错位和热浴之间的温差。最后，我们提出了一个替代的实验实现的周期中的自旋编码的程度的偏振的光子。
2015-07-13 quant-ph
Finite-time quantum Otto engine: Surpassing the quasi-static efficiency due to friction
在有限时间量子热机中，消耗一些功来驱动伴随相干的工作流体，这被称为“摩擦”。为了理解摩擦在量子热力学中的作用，我们提出了两个有限时间量子奥托循环与两个不同的浴：Agarwal与Lindbladian。我们准确地解决了这些问题，并比较了Agarwal引擎与Lindbladian引擎的性能。特别是，我们发现显着的和违反直觉的结果，由于摩擦的Agarwal发动机的性能可以远远高于在准静态极限与奥托效率，和Lindbladian发动机的功率可以是非零的短时间限制。基于这些结果的额外的数值计算，我们讨论了两个引擎之间的这种差异的可能来源，并揭示它们。我们的结果表明，即使在平衡浴，非平衡工作流体带来了更高的性能比平衡工作流体做。
2020-02-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
A quantum enhanced finite-time Otto cycle
我们使用快速周期控制来实现有限时间的奥托循环，展现出量子优势。在热化冲程期间工作介质-浴相互作用哈密顿量的这种周期性调制可以引起非马尔可夫反芝诺动力学，以及热化时间的相应减少。更快的热化反过来可以显着提高发动机的功率输出，或者等效地提高冰箱的制冷率。动态控制的奥托热机的性能的这种改进是由于量子力学的时间-能量不确定性关系而产生的。
2020-07-16 cond-mat.stat-mech quant-ph
Pulsed multireservoir engineering for a trapped ion with applications to state synthesis and quantum Otto cycles
通过油藏工程将开放量子系统引导到期望的稳态是一项了不起的任务，将耗散和退相干作为工具而不是障碍。在这里，我们开发了一个碰撞模型，实现水库工程的一维谐波运动的被困离子。我们的方案是基于振动模式和电子能级之间的脉冲相互作用的捕获离子，这是促进了分辨边带激光。有多个内部水平，我们表明，多个水库可以设计，允许更有效地合成著名的非经典运动状态和生成的状态，是不可行的单浴设置，例如，具有任意正温度的热状态。我们将这些想法应用到量子奥托循环超越纯粹的热储层。特别是，我们提出了一般条件的违反标准奥托界的限制制度的非绝热动力学。
2022-02-23 quant-ph
Relativistic quantum Otto engine driven by the circular Unruh effect
本文提出以 qubit 为工作物质、利用圆形加速诱发 Unruh 效应的相对论性量子 Otto 发动机框架，分析跃迁概率与功输出，发现功随加速度趋至渐近极限而效率不变。
2025-07-28 quant-ph
Measurement-based quantum Otto engine with a two-spin system coupled by anisotropic interaction: enhanced efficiency at finite times
本研究针对各向异性耦合双自旋的基于测量量子奥托引擎，分析有限时间下的效率特性，发现短时间内合适调控幺正过程可使引擎效率高于准静态引擎，且短时间内热库影响可忽略。
2023-04-12 quant-ph
Work harvesting by q-deformed statistical mutations in an Otto engine
本文研究了一种半经典热机，它具有$q$变形量子振子工作物质和经典热浴。研究了量子统计形变参数$q$对发动机工作和效率的影响。在通常的热机中，在工作物质的量子统计特性保持固定的同时，在功注入和提取阶段期间改变哈密顿参数。我们指出，即使哈密顿参数不改变，工作可以收获的量子统计变化的工作物质。利用工作物质的量子统计突变从热资源中提取功，使得半经典发动机循环没有任何经典模拟。作为这种具有深刻量子特性的半经典热机的一个具体例子，我们考虑了奥托循环，并在保持哈密顿参数不变的情况下，使用变形参数来定义等熵步骤。我们验证了我们的结论适用于玻色子和费米子振子变形。
2023-03-04 quant-ph
Universal features in the efficiency of ultra hot quantum Otto engines
我们研究了一般热量子奥托发动机在能级上的内能优化。我们发现的效率，类似于经典的外部电源优化耦合时间的热浴的通用功能。结果表明，在超热制度的效率是完全由优化约束，并独立于发动机的细节。我们表明，在一些约束条件下，在经典分析中使用的微扰方法的收敛半径是零，即使在很小的温差非常任意低的效率。
2014-06-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quasi-probability distribution of work in a measurement-based quantum Otto engine
本研究探讨基于测量的量子奥托发动机中，量子相干性导致随机功概率出现负值，类似准概率分布，且相干性可提升有限时间平均功，而标准QOE因无相干性则无此现象。
2024-07-03 quant-ph
Scalar and fermionic Unruh Otto engines
我们研究了量子热机的行为，其中一个量子比特通过量子等价的奥托循环和热库是由于Unruh效应。量子比特描述的Unruh-DeWitt检测器模型二次耦合到一个标量场，并交替到费米子场。在这个循环中，量子比特经历了两个不同的恒定加速度阶段，对应于与热和冷储存器的热接触。明确的条件是来自这个周期所需的加速度有积极的工作输出。通过分析计算的检测器响应函数，我们表明，二次和费米子耦合常数的维数，引入定性不同的行为，从这个周期的工作输出相比，在这种情况下，量子比特线性耦合到一个标量场。
2019-11-01 gr-qc hep-th quant-ph
Fluctuations and stability of a fast driven Otto cycle
本文用随机方法分析快速驱动 Otto 热机，揭示系统相干性对冷热浴热流涨落、循环精度、制冷及涨落关系收敛的不同影响。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optimal work extraction in measurement-based quantum Otto engines: Non-adiabaticity and generalized measurements can be beneficial
Harish-Chandra Research Institute（哈里什-钱德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
本文研究了基于测量的量子奥托引擎的最优功提取，探讨了非绝热性和广义测量在特定参数范围内是否能超越传统量子奥托循环的性能，并分析了不同实现方式下的功输出。
2026-05-21 quant-ph
Work and efficiency fluctuations in a quantum Otto cycle with idle levels
本文研究海森堡耦合双自旋量子奥托热机，揭示功与效率涨落同磁化率和磁化强度的关系，并发现闲置能级使耦合增强既可增大也可减小涨落，但该微观热机整体可靠性仍较低。
2024-06-11 quant-ph
Rabi oscillations, decoherence, and disentanglement in a qubit-spin-bath system: exact dynamics
我们研究环境相互作用对简单量子系统的影响，通过获得耦合到一维自旋浴的量子比特的精确约化动力学。与以前的研究不同，量子位-浴槽耦合和最近邻浴槽内耦合都被认为是自旋翻转XX型。我们首先研究了在自旋相干态下制备的自旋浴中单个量子比特的Rabi振荡，发现非共振和有限的浴内相互作用对量子比特动力学有显著的影响。接下来，我们讨论了当浴初始处于基态时，浴诱导的量子比特的退相干，并表明退相干特性依赖于自旋浴的内部相位。通过考虑量子位浴系统的两个独立副本，我们最后探讨了两个非相互作用纠缠量子位的解纠缠动力学。我们发现，当旋转浴处于临界阶段时，会出现纠缠猝死。我们证明了单量子比特退相干因子是两量子比特并发的一个上界。
2014-05-19 quant-ph
Power of a quasi-spin quantum Otto engine at negative effective temperature
热机通常通过与不同（正）温度的热浴进行热交换来操作。然而，非热浴可能会导致显着的性能提升。在这里，我们在实验上分析了单原子量子奥托发动机的功率输出实现在准自旋态的单个铯原子与原子铷浴相互作用。从测得的时间分辨的人口的准自旋状态，我们确定的动态循环期间的有效自旋温度和量子波动的引擎，我们量化的帮助下的香农熵。我们发现，功率增强的负温度制度，并达到其最大值的一半最大熵。从数量上讲，在负有效温度下运行我们的发动机与在正温度下运行相比，功率增加了30%，甚至包括无限温度的情况。同时，进入负温度状态允许将熵降低到接近零的值，从而在高功率输出下提供高度稳定的操作。此外，我们数值研究的希尔伯特空间的大小对量子引擎的性能的影响，通过改变工作介质的水平的数量。因此，我们的工作铺平了道路，在高功率和高效的单原子量子引擎的操作波动控制。
2022-07-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech 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
Single-qubit probes for temperature estimation in the presence of collective baths
本文研究双量子比特耦合公共与局域热库时的单比特温度估计，揭示集体效应和冷局域热库对精度的增强，并提出借助公共热库及集体 Lamb 位移实现远程测温的方案。
2025-06-03 quant-ph
Relativistic quantum Otto heat engine using a three-level Unruh-DeWitt detector
本研究探索以 qutrit 为工作物质的相对论量子 Otto 热机，其多个能隙可独立调节以实现更通用的功提取，推导了基于有效温度的通用正功条件，并揭示了密度矩阵中产生相干项等额外细节。
2025-06-30 gr-qc quant-ph
Nonadiabatic single-qubit quantum Otto engine
根据热力学第二定律的克劳修斯公式，对于任何从温度为$T_{1,2}$的两个热源中提取热量$Q_{1,2}$的热机，它保持$Q_1/T_1+Q_2/T_2 \leq 0$。结合量$Q_1+Q_2$是由系统所做的功$W$的观察，该不等式告诉热力机只有4种可能的操作模式是可能的，即热机[E]、制冷机[R]、热加速器[A]和加热器[H]。我们说明了它们的出现在有限时间操作的量子奥托引擎实现了一个单一的量子位。我们首先专注于理想的情况下，等温和绝热冲程分离良好，并给出一般的结果，以及有关特定的有限时间朗道-齐纳动力学的结果。然后，我们提出了与Karimi和Pekola提出的固态实验实施有关的现实结果[Phys. Rev. B \textbf{94}（2016）184503]。该器件在量子力学意义上和物理意义上都是非绝热的。观察到由于在太低的温度下相干LZ隧穿而从浴中提取的功率中的振荡，这可能会阻碍设备对控制参数上的实验噪声的操作的鲁棒性。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence and relaxation of a qubit coupled to an Ohmic bath directly and via an intermediate harmonic oscillator
利用数值路径积分方法研究了直接耦合到欧姆浴和通过中间谐振子耦合到欧姆浴的量子比特的退相干和弛豫。在这里，我们假设浴模式的振荡频率高于IHO的。当我们选择合适的参数时，两种模型中的量子比特可以具有几乎相同的退相干和弛豫时间。而在量子位-IHO-bath模型中，量子位的退相干和弛豫时间可以通过改变量子位-IHO和IHO-bath的耦合系数以及IHO的振荡频率来调制。
2007-12-04 quant-ph
Decoherence and relaxation of qubits coupled to low- and medium-frequency Ohmic baths directly and via a harmonic oscillator
利用数值路径积分方法研究了自旋玻色子（SB）和自旋中间谐振子（IHO）-浴（SIB）模型中量子比特的退相干和弛豫。研究了低频和中频环境浴的情况。结果表明，SB和SIB模型中的量子位与低频水浴中的量子位具有相同的退相干和弛豫。然而，两种模型中的量子比特具有不同的退相干和弛豫作为中等频率的浴。在SIB模型中，通过改变量子位-IHO和IHO-浴的耦合系数以及IHO的振荡频率，可以调制量子位的退相干和弛豫。
2008-03-31 quant-ph
The Unruh Quantum Otto Engine
利用量子真空的热性质，我们设计了一台量子热机来实现奥托循环。自从霍金和昂鲁以来，人们已经确定，真空空间，无论是在黑洞附近还是在加速的观察者看来，都表现为一个热辐射浴。在这项工作中，我们提出了一个完全量子奥托循环，它依赖于一个量子比特（量子比特）与量子真空涨落接触的Unruh效应。利用量子热力学和微扰论的概念，我们得到了量子真空可以交换热量并对量子比特做功。此外，我们得到的效率和推导出的条件，有一个热力学和运动学循环的初始种群的激发态，这定义了一个范围内的允许的加速度Unruh发动机。
2017-10-06 hep-th quant-ph
Quantum Otto engine with quantum correlations
本文提出一种利用单模辐射场和相关二能级原子的光奥托热机，发现原子间的量子失谐能提升热机性能、效率及稳定性，且结果可推广至其他模型。
2023-10-20 quant-ph
Non-Canonical Quantum Otto Engine
Lanzhou University（兰州大学）
本文研究非正则效应对有限时间量子奥托循环效率和功率统计的影响，发现通过调控复合系统能谱结构，可在量子临界点同时提升平均效率与功率并降低方差，为高效稳定量子能量器件奠定基础。
2026-09-30 quant-ph
Strong system-bath coupling induces negative differential thermal conductance and heat amplification in nonequilibrium two-qubits systems
应用非平衡极化子变换的Redfield方程结合全计数统计分析了非平衡双量子比特系统中的量子热传递。稳态热流与弱和强量子位浴耦合是明确统一的。在双端结构中，负微分热导被解开，具有强的量子位-浴耦合和有限的量子位分裂能量。部分强的自旋-玻色子相互作用足以显示负的微分热导。基于三端结构，即两个量子位不对称耦合到三个热浴，在强量子位-热浴耦合的情况下观察到巨大的热放大因子。此外，无论是左自旋玻色子耦合还是右自旋玻色子耦合的强相互作用都能表现出明显的热放大效应。
2019-03-02 quant-ph
Quantum Otto engine powered by an anisotropic Heisenberg XYZ model under independent local magnetic fields
Xinjiang Normal University（新疆师范大学）；Urumqi No. 78 Middle School（乌鲁木齐市第七十八中学）
研究以各向异性两量子比特海森堡XYZ模型为工质的量子奥托热机，系统考察纵向耦合、各向异性、横向耦合和局部磁场对净功输出和效率的影响，发现减少纵向耦合可显著提高最大功和峰值效率，并揭示纠缠变化与效率提升的相关性。
2026-09-17 quant-ph
Role of initial system-bath correlation on coherence trapping
研究了在纯退相通道中，初始关联于非马尔可夫浴的量子比特的相干捕获。通过考虑初始量子位浴关联和浴谱密度，我们发现初始量子位浴关联比初始可分量子位浴态能产生更有效的相干捕获.通过优化初始关联量子位-浴态的参数和浴态的谱密度，可以使长时间内的稳态相干性达到最大。此外，我们还研究了初始关联对量子比特在稳态相干态下的最大演化速度的影响。
2015-02-09 quant-ph
Dynamics and quantum Zeno effect for a qubit in either a low- or high-frequency bath: A non-markovian approach beyond the rotating-wave approximation
我们使用非马尔可夫方法来研究量子比特在低频或高频浴中的退相干动力学。这种方法是基于一个单一的变换，并不需要的驻波近似。我们发现，对于低频噪声，浴向更高的能量（蓝移），而普通的高频截止欧姆浴向更低的能量（红移）的量子比特的能量移动。为了保持量子比特的相干性，我们还研究了两种情况下的量子芝诺效应：低频和高频浴。对于非常频繁的投影测量，低频浴引起量子比特上的量子反芝诺效应。在考虑反转项后，量子芝诺效应只发生在高频截止欧姆浴中。对于高频环境，与低频浴情况相比，衰减速率应该更快（没有频繁测量）或更慢（在Zeno状态下，频繁测量）。我们在这里的结果的实验实现可以区分浴的类型（低频或高频），并通过调制其环境的主频率来保护量子位的相干性。
2010-04-13 quant-ph
Quantumness and thermodynamic uncertainty relation of finite-time Otto cycle
为了揭示量子性在Otto循环中的作用，并讨论热力学不确定关系在Otto循环中的有效性，我们研究了量子Otto循环及其经典对应循环.特别地，我们精确地计算了热力学量的平均值和相对误差。在准静态极限下，与没有量子性的情况相比，量子性降低了奥托循环的生产率和精度，而在有限时间模式下，它可以提高循环的生产率和精度。有趣的是，随着系统和浴之间的强度（热传导）的增加，量子奥托循环的精度超过了经典循环。通过对奥托循环的常规TUR的测试，在熵产生足够大的区域，我们发现了一个比常规TUR更紧的边界。然而，在有限时间模式下，量子和经典奥托循环都违反了传统的TUR的熵产生小的区域。这意味着，另一个修改的TUR需要覆盖有限时间的奥托循环。最后，我们从热力学量的不确定度积和共振条件附近的相对误差两个方面讨论了这种破坏的可能来源。
2021-03-03 cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence of a quantum memory coupled to a collective spin bath
我们研究了耦合到相互作用自旋浴的单个量子比特的量子动力学，作为固态量子存储器中退相干的模型。自旋浴由Lipkin-Meshkov-Glick模型描述，并且浴自旋经受横向磁场。我们调查的量子位相互作用通过伊辛或XY型耦合项浴自旋的不同大小的子集。浴的大程度的对称性使我们能够找到参数制度，其中初始量子位状态在量子位制备后在明确定义的时间恢复。这些时间可以变得与大浴槽的浴槽尺寸无关，从而即使在存在与浴槽的强耦合的情况下也能够实现忠实的量子位存储。我们分析了大量的参数，并确定了最适合量子存储器的参数。一般情况下，我们发现量子比特和浴自旋之间的少量链接导致更少的退相干，量子比特和浴自旋之间的伊辛耦合系统是优选的。
2010-05-26 quant-ph
Exact dynamics of the homogeneous two-qubit $XXZ$ central spin model with the spin bath prepared in superpositions of symmetric Dicke states
我们得到了两个相互作用的量子比特通过$XXZ$型耦合均匀耦合到自旋浴中的两个量子比特中心自旋模型（CSM）的精确动力学，自旋浴最初是由对称Dicke态的线性叠加制备的.使用相互作用的图片相对于模型的非自旋翻转部分的哈密顿量，我们推导出一个序列的运动方程内的每个磁化扇区所满足的概率振幅的时间演化状态。这些运动方程允许单量子比特CSM的解析解，其中两个中心量子比特之一与系统的其余部分重叠。在此基础上，我们对在自旋相干态下制备的浴槽中观察到的单量子比特拉比振荡中的自旋回复现象给出了定量解释。然后，我们研究了两个初始纠缠的非相互作用的量子比特的解纠缠和相干动力学时，两个量子比特与单独的浴或与一个共同的浴。对于单个浴的相干动力学被发现是正相关的单量子比特的纯度动力学，纠缠突然消失和复苏观察在这两种情况下。我们还研究了两个初始可分离的量子比特耦合到一个公共浴池中的纠缠产生，观察到了纠缠动力学中的坍缩和复活行为。最后，我们选取等权态和$W$类态作为浴态的初始态，研究了两个浴态自旋之间的纠缠动力学，并证明了这种系统中的纠缠共享机制.
2020-08-29 quant-ph
