交换对称性如何影响集体量子热机的性能
量子物理
2024-08-19 v1
摘要
最近，多级集体耦合量子机器（如热机和制冷机）被证明可以产生类似于超辐射的性能增强。截至目前，集体量子机器性能的研究在很大程度上将动力学限制在具有玻色子交换对称性的粒子上，尤其是粒子数量较多时。然而，由不可区分但本质上不完全相同的粒子组成的集合可以假设更一般形式的交换对称性或其组合，这引出了一个问题：在允许探索完整希尔伯特空间的动力学中，是否可以观察到集体优势。本文比较了单粒子三能级微波激射器集合与其集体耦合对应物，同时允许更一般的交换对称性形式。我们以提取功和发射功率为性能指标，研究了哪些适用于单三能级发动机的已知结果可以推广到由集体耦合系综组成的发动机。我们利用表示论的结果来刻画希尔伯特空间的完整基线，并为这类系统的动力学描述提供通用工具。我们发现，集体功提取可以扩展至三能级激光的温度窗口之外，而在激光区间内，单个粒子可能优于集体运行。此外，不同对称性类型的最佳参数区间对功-like能量输出有所不同。我们的结果展示了一幅丰富的图景，其中玻色子对称性并非总是最优的，有时单个粒子甚至表现最佳。
引用
@article{arxiv.2408.08797,
title = {How exchange symmetry impacts performance of collective quantum heat engines},
author = {Julia Boeyens and Benjamin Yadin and Stefan Nimmrichter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.08797},
year = {2024}
}