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
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
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
Aalto University（阿尔托大学）；QCD Labs, QTF Centre of Excellence, Department of Applied Physics, Aalto University（阿尔托大学应用物理系量子电路实验室（QCD Labs）量子技术卓越中心）；VTT Technical Research Centre of Finland Ltd.（芬兰技术研究中心有限公司）
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
Quantum Heat Engines and the Generalized Uncertainty Principle
本文利用配分函数方法研究广义不确定性原理对无限深方势阱量子热机效率的影响，发现GUP修正会降低卡诺和奥托热机效率，且低温和小阱宽时效应更显著。
2023-01-19 quant-ph
Autonomous Quantum Heat Engine Based on Non-Markovian Dynamics of an Optomechanical Hamiltonian
提出一种由驱动模式调节谐振子频率、耦合双峰值热库的自主量子热机，通过解析与非马尔可夫准经典模型证明其可实现近似奥托循环并输出强相干场。
2024-04-08 quant-ph
Theory of an optomechanical quantum heat engine
光机械腔中光与机械激发之间的相干相互转换可用于设计量子热机。该热机基于冷光子储库和热声子储库之间的奥托循环[Phys.Rev.Lett. 112，150602（2014）]。在我们以前工作的基础上，我们（i）对发动机的工作和效率进行了详细的理论分析，（ii）对该方案背后的量子热力学进行了调查。特别地，我们分析了修饰极化子图像和原始裸光子和声子图像的热力学性能。最后，（iii）通过考虑所有相关的噪声源，进行数值模拟以导出量子光机械系统在奥托循环期间的完整演化。
2014-08-13 quant-ph
Spin Quantum Heat Engine Quantified by Quantum Steering
随着人们对量子信息科学的兴趣日益浓厚，通过探索微观量子系统将热机扩展到量子领域在过去十年中引起了人们的极大兴趣。虽然工作介质的量子系统中的量子相干性已被研究发挥了重要作用，但对量子热机内在的量子优势的完整理解仍然是难以捉摸的。我们的实验表明，工作介质和热浴之间的量子相关性是量子Szilard引擎的量子优势的关键，其中工作介质中的量子相干性自然被排除在外。通过量子操纵来量化非经典关联，我们揭示了当恶魔能够真正操纵工作介质时，热机是量子的。在工质上采取不同的取功方式得到的平均功可以用来验证真实的量子Szilard引擎。
2022-02-04 quant-ph
Coherence effects in the performance of the quantum Otto heat engine
为量子热机提供燃料的工作物质可能在其能量基础中包含相干性，这取决于发动机循环的动力学。在量子奥托热机的某些模型中，能量相干性与熵产生和量子摩擦有关。我们考虑了有限时间运行的量子奥托热机。产生相干，并且工作物质在与热的热源相互作用之后没有达到热平衡，使工作物质处于具有剩余能量相干的状态。我们观察到的残留的相干性（不完全热化后）和在随后的有限时间中风中产生的相干性之间的干扰样的效果。我们引入解析表达式突出的一致性的作用，并检查这种动态干扰效应如何影响发动机的性能。此外，在这种情况下，相干性是目前沿周期，我们认为，周期参数的仔细调整可能会利用这种干涉效应，使相干性的行为就像一个动态的量子润滑剂。为了说明这一点，我们在数值上考虑一个实验可行的例子，并比较引擎的性能的一个类似的引擎的剩余相干性被完全删除，排除了动态干扰效应的性能。
2019-06-19 quant-ph
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
Entangled quantum Otto heat engines based on two-spin systems with the Dzyaloshinski-Moriya interaction
基于自旋为1/2的系统在变化的磁场中进行Dzyaloshinski-Moriya（DM）相互作用，构造了一个纠缠的量子Otto引擎.我们调查DM相互作用对基本热力学量的影响，包括传热，所做的工作，和效率，并发现DM相互作用重要地影响发动机的热力学。我们得到一个表达式的发动机效率，发现它产生相同的效率为反铁磁和铁磁耦合。一个新的上限，nontrivially符合热力学第二定律，推导出发动机效率的情况下，非零DM相互作用。
2017-08-19 quant-ph
Quantum signatures in quadratic optomechanical heat engine with an atom in a tapered trap
我们研究如何量子签名可以出现在一个单原子热机组成的一个原子被限制在一个锥形的陷阱，并受到热和冷的热库。在Ref. [1]的文件。我们这样一个系统使用二次光机模型，并确定一个有效的奥托循环系统的动态。我们比较了发动机的性能在量子和经典的制度，通过评估的功率耗散。我们发现，降低温度是不够的，使单原子引擎的参考。[1]真正的量子增强型热机。我们表明，这是必要的，使陷阱更不对称和限制，以确保量子关联引起的功率输出的增强。
2022-08-17 quant-ph
Quantum Zeno Engines and Heat Pumps
本文提出用量子芝诺冲程替代绝热变换构建量子发动机与热泵，并以量子谐振子为例证明其最优性能可比绝热捷径技术更快实现。
2025-01-06 quant-ph
Heat engine driven by purely quantum information
本文的核心问题是能否利用纯量子力学信息从热机中提取功。如果答案是肯定的，它的数学公式是什么？首先，通过使用一个二分记忆，我们表明，从热机提取的工作是有界的，不仅由自由能的变化和熵的变化的总和的单个存储器，但也由存储器内包含的量子互信息的变化。然后我们发现，该引擎可以由纯粹的量子信息驱动，表示为所谓的量子不和谐，形成量子互信息的一部分。为了证实这一点，作为一个物理的例子，我们提出了Szilard引擎包含一个双原子分子与半渗透壁。
2013-08-05 quant-ph
Optomechanical Stirling heat engine driven by feedback-controlled light
提出并分析了一种基于光机系统的微型斯特林热机。工作流体是机械谐振器的单一振动模式，其通过辐射压力与反馈控制的光学腔相互作用。腔光用于设计热库并通过热力学循环操纵谐振器。特别是，反馈被用来适当地调制腔内的光波动，从而实现有效的热力学变换与现实的光学机械设备。
2020-11-03 quant-ph
The Bose-Fermi duality in quantum Otto heat engine with trapped repulsive Bosons
理想气体量子热机的研究已经比较深入，但相互作用的作用很少被探讨。我们在一维硬壁盒中构造了一个含有N个排斥玻色子的量子Otto热机。利用Bethe Answer精确解的优点，我们不仅得到了所有相互作用强度c下效率的精确数值结果，而且得到了强相互作用下效率的解析结果。我们发现当强相互作用具有渐近行为$η\simη_{\mathrm{non}}-4(N-1)L_{1}\left(L_{2}-L_{1}\right)/(cL_{2}^{3})$时，效率η恢复到无相互作用情形$η_{\mathrm{non}}=1-(L_{1}/L_{2})^{2}$的效率.这里，$L_{1}$和$L_{2}$是循环期间的两个陷阱大小。这种恢复反映了一维强排斥玻色子和自由费米子之间的对偶性。我们观察到并解释了在特定的相互作用强度c的最低效率的外观，并研究其对温度的依赖性。
2018-08-22 cond-mat.stat-mech 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
Duality and quantum state engineering in cavity arrays
一个系统的两个耦合腔与$N-1$光子被证明是动态等效的阵列的$N$耦合腔包含一个光子。两腔系统中的每一个跃迁都存在着光子在腔阵列中输运的对偶现象。采用这种对偶性来达到所需的耦合强度和腔阵列中的非线性，使得任何两个腔之间的受控光子传输是可能的。光子在阵列中的两个腔之间的这种传输在不填充其他腔的情况下实现。完美传输的条件使得阵列中的任何两个腔之间的完美状态转移成为可能。此外，建立了在两个耦合腔中高保真产生广义NOON态的可能性，该广义NOON态是光子在腔阵列中的Bell态的对偶。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Numerical Method to Find the Optimal Thermodynamic Cycle in Microscopic Heat Engine
热机是发展非平衡态热力学的基本物理对象。热机的热力学性能取决于循环的选择和参数的时间依赖性。在这里，我们提出了一个系统的数值方法来找到一个热机循环优化一些目标函数。我们将该方法应用于参数缓变的热机，并表明该方法工作良好。我们的数值方法是基于遗传算法，这是广泛应用于各种优化问题。
2021-04-29 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
Irreversible thermodynamic analysis and application for molecular heat engines
本文的目的是确定分子发动机的损失功，并与宏观（经典）热机的结果进行比较。首先，回顾了宏观循环和分子循环的不可逆热力学。第二，对自旋为-1/2的量子热机系统进行了不可逆热力学研究。最后，确定了所考虑系统的损失功，结果表明，宏观和分子热机服从相同的限制。此外，量子热力学的方法建议，以解释以前得到的结果从原子的观点。
2017-06-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum-Enhanced Heat Engine Based on Superabsorption
我们提出了一个量子纠缠增强的热机。我们的方案的关键特征是超吸收，这有助于增强纠缠量子比特的能量吸收。而传统的引擎与$N$可分离的量子位提供功率与$P = Θ(N)$的缩放，我们的引擎使用超吸收提供功率与$P = Θ(N^2)$的量子缩放。这种量子热机也表现出比经典的$N$粒子朗之万系统组成的缩放优势。我们的工作阐明了量子性能的增强。
2022-05-31 cond-mat.stat-mech 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
Beyond the Carnot Limit in the Internal Cycles of a Quantum Heat Engine under Finite Heat Reservoirs
本文解析研究了耦合有限热库的微观量子热机卡诺循环，证明其内部循环可在不消耗额外量子资源的情况下超越标准卡诺极限，并揭示了有限热库热容量对最大效率和功率输出的关键作用。
2024-09-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Geometric characterization for cyclic heat engines far from equilibrium
该研究针对远离平衡的循环热机，通过几何长度与时间尺度建立功率-效率权衡关系，给出功率的几何上界，提供了适用于经典和量子热机的性能几何表征方法。
2024-04-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Enhancement of quantum heat engine by encircling a Liouvillian exceptional point
量子热机由于涉及到量子相干性而有望超越经典热机。在这里，我们实验执行单离子量子热机和演示，第一次，动力学和增强性能的热机源于刘维例外点（LEPs）。除了与LEPs相关的拓扑效应外，我们还关注热力学效应，这可以通过退相干下的Landau-Zener-Stuckelberg过程来理解。如果热机循环动态地环绕LEP，我们见证了来自量子热机的正净功。进一步的研究表明，当系统更接近LEP时，完成更大的网络工作。我们将量子热机的增强性能归因于LZS过程，该过程由LEP附近的本征能景观和EP诱导的拓扑转变实现。因此，我们的研究结果开辟了新的可能性，走向LEP使能控制的量子热机和热力学过程中的开放量子系统。
2023-02-27 physics.atom-ph quant-ph
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
Hybrid Microwave-Cavity Heat Engine
我们提出并分析了使用混合微波腔作为量子热机。一种可能的实现包括两个宏观上分离的量子点导体电容耦合到微波腔的基模。我们证明，电流可以通过腔介导的过程，通过加热其他导体在一个导体中感应。该热机可以达到卡诺效率，具有最佳的热量到功的转换。当系统输送最大功率时，效率可以是卡诺效率的大部分。热机甚至在量子点中具有适度的电子弛豫和退相的情况下也起作用。我们提供了详细的估计电流和输出功率使用现实的参数。
2014-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
InAs three quantum dots as working substance for quantum heat engine
本文以三个InAs量子点为工作物质，研究电场和Forster机制下量子奥托热机的做功与纠缠行为，并揭示纠缠与热机性能之间的复杂关系。
2023-09-19 cond-mat.mes-hall 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
Rényi entropy flows from quantum heat engines
我们评估Renyi熵流从一般的量子热机（QHE）的弱耦合探针环境保持在热平衡。我们表明，流量不仅由热流，但也由量子相干流，可以单独测量，在实验中除了热流测量。这同样适用于Shanon熵流。这就要求对量子非平衡热力学中的熵流概念进行修正。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Continuous Three-level Quantum Heat Engine with High Performance Under Medium Temperature Difference
本研究通过正交试验分析三能级量子热机，发现耗散模式主导性能，中等温差下因热泄漏减少而性能最佳，并揭示失谐引起的量子摩擦会使最大效率低于卡诺效率。
2023-04-14 physics.app-ph quant-ph
Incoherent control of optical signals; quantum heat engine approach
光泵浦-探测信号可以被看作是物质在两个相干浴之间（从泵浦到探测）传递能量时所做的功。在热力学中，热机，如激光器，是一种在两个热浴之间工作的类似工作的装置。我们提出了一个“非相干”的控制过程中使用的物理量子热机的光信号。通过将相干激光激发分子的电子激发态与热弛豫相结合，我们引入了一个有效的热浴，将探测光子的受激发射看作是热机的功。我们优化的功率和效率的泵浦探测信号使用的泵浦激光器的控制参数，利用四能级分子模型在强耦合和弱耦合制度说明其等效的热力学循环的热机。
2021-03-12 physics.atom-ph 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
Efficiency large deviation function of quantum heat engines
小型热机的效率通常是一个波动的量。本文研究了谐振子和二能级奥托循环两种典型量子热机的效率大偏差函数。虽然效率统计遵循Verley et al. [Nature Commun. 5，4721（2014）]对于非绝热驱动，我们发现后一种框架不适用于绝热区域。我们将这一不寻常的性质与一般发生在广泛的一类标度不变的绝热量子奥托热机和抑制热以及量子波动的工作输出和热输入之间的完美关系。
2020-08-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
