高效率三冲程量子等容热机：从无穷深势阱到魔角扭转双层石墨烯

我们提出了一种在两座热库之间运行的热机用的三冲程量子等容循环。在一维无穷深势阱中约束的粒子实现该循环，其性能与经典三冲程三角形等容热机进行了基准比较。我们发现量子等容循环的效率高于两种经典对应方案，并且也超越了近期提出的三冲程量子等能循环。由于冲程数减少，该设计大幅降低了纳米尺度热力学器件的控制复杂度，相比传统四冲程架构提供了一条更可行的实验实现途径。我们进一步在石墨烯基系统中评估了该循环，包括单层石墨烯（MLG）、AB堆垛双层石墨烯（BLG），以及魔角和非魔角扭转双层石墨烯（TBG）。在这些平台中，魔角扭转双层石墨烯（MATBG）在固定功输出下达到了最高效率，突显了其在量子热力学应用中的前景。