量子处理器上的几何热泵
Geometric heat pumping on a quantum processor
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中文总结 AI 辅助
本研究在超导量子处理器上利用碰撞模型实现几何热泵，通过反转驱动轮廓提取泵送热量，并验证其遵循精确模拟，在慢驱动下趋近林德布拉德动力学的几何极限。
中文摘要 AI 辅助
几何热泵是在等温储层之间传递能量的过程，其中绝热循环中交换的热量仅取决于参数空间中的驱动轮廓。我们利用碰撞模型在超导量子处理器上实现了这一机制，其中受驱动的量子比特与两个制备在热态并模拟储层的辅助量子比特反复相互作用。每次相互作用前后的能量测量提供了与每个储层交换热量的量热记录。通过反转驱动轮廓，我们提取了与泵送相关的热量贡献。其对周期和轮廓的依赖性遵循碰撞模型的精确模拟，无需可调参数，并在慢驱动区域接近相应林德布拉德动力学的几何极限。
英文摘要
Geometric heat pumping is the transfer of energy between reservoirs at equal temperature where the heat exchanged in an adiabatic cycle depends only on the driving contour in parameter space. We implement this mechanism on a superconducting quantum processor using a collision model, where a driven qubit interacts repeatedly with two ancilla qubits that are prepared in thermal states and emulate the reservoirs. Energy measurements before and after each interaction provide a calorimetric record of the heat exchanged with each reservoir. By reversing the driving contour, we extract a heat contribution associated with pumping. Its dependence on the period and on the contour follows exact simulations of the collision model, without adjustable parameters, and approaches in the slow-driving regime the geometric limit of the corresponding Lindblad dynamics.
发表机构
- Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura, Universidad Nacional de Rosario（罗萨里奥国立大学精确科学、工程与测量学院）
- Instituto de Física Rosario (CONICET)（罗萨里奥物理研究所（CONICET））
- Centro Atómico Bariloche（巴里洛切原子中心）
- Instituto de Nanociencia y Nanotecnología CONICET-CNEA（CONICET-CNEA纳米科学与纳米技术研究所）
- Instituto Balseiro（巴尔塞罗研究所）
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