由不定因果序驱动的量子冰箱的实验实现
量子物理
2022-09-08 v2
摘要
不定因果序(ICO)在近期量子技术中发挥着关键作用。在此，我们利用核磁共振系统在核自旋上实验研究由ICO驱动的量子热力学。我们实现了两个热化通道的ICO以展示该机制如何运作，并表明尽管工作物质与相同温度的库发生热接触，其仍可被冷却或加热。此外，我们基于麦克斯韦妖机制构建了ICO冰箱的单循环，并通过测量功消耗与从低温库提取的热能来评估其性能。与高温库与低温库温度彼此越接近性能系数(COP)反而越高的经典冰箱不同，由于将辅助量子比特投影到优选子空间的非单位成功概率，ICO冰箱的COP始终被限制为较小值。为提升COP，我们提出并实验演示了一种基于密度矩阵指数化(DME)方法的通用框架，作为ICO制冷的扩展。观察到采用DME方法后COP提升超过三倍。我们的工作展示了一种非经典热交换的新方式，并为在量子系统上构建量子冰箱铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2011.12580,
title = {Experimental Realization of a Quantum Refrigerator Driven by Indefinite Causal Orders},
author = {Xinfang Nie and Xuanran Zhu and Keyi Huang and Kai Tang and Xinyue Long and Zidong Lin and Yu Tian and Chudan Qiu and Cheng Xi and Xiaodong Yang and Jun Li and Ying Dong and Tao Xin and Dawei Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.12580},
year = {2022}
}
备注
5 pages, 4 figures